JP2000095598A - ビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＴｂＢｉ系ガーネットが本質的に持っている
波長約１.６μｍ以上での吸収を忌避するものであり、
ＧｄＢｉ系ガーネットのθ_fの温度変化率の改善したビ
スマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法を提
供し、更に、波長の中でも、約１.５μｍを越える波長
帯域で使用できるファラデー回転素子を提供すること。 【解決手段】 ガーネット基板上に、液相成長法により
育成されたＧｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅ及びＡｌを主成分とす
る光学用のガーネット厚膜であって、前記ガーネット厚
膜の組成式が、Ｇｄ_3-x-yＹ_xＢｉ_yＦｅ_5-zＡｌ_zＯ₁₂、
（ただし、０ ＜ｘ≦０.６０，０.５５≦ｙ≦１.５５，
０＜ｚ≦０.９５で表わされるＧｄＢｉ系ガーネット厚
膜材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファラデー回転効
果を有する光学用ガーネット材料の中で、ビスマス（Ｂ
ｉ）置換型ガーネットとその製造方法に関し、詳しく
は、液相エピタキシャル成長法（ＬＰＥ法）にて育成し
たＧｄＢｉ系ガーネット単結晶厚膜及びその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光通信において、ファラデー回転
を応用したデバイスが開発、実用化されている。半導体
レーザ発振器を使用した光通信では、光ファイバーケー
ブルやコネクタなどからの反射光が発振部に戻ると、発
振が不安定となったり、停止する状態となる。それゆ
え、半導体レーザへの戻り光を遮断し、安定した発振状
態を確保するために、光アイソレータが使用されてい
る。

【０００３】大きなファラデー回転を有するＢｉ置換型
希土類鉄ガーネットは、ＬＰＥ法、フラックス法等で育
成され、近赤外線領域でのアイソレータに使用されてい
る。特に、ＬＰＥ法で育成されるガーネット厚膜は、生
産性に優れ、現在では、ほとんどがこの方法で生産され
ている。

【０００４】現在、ファイバーケーブルを用いた長距離
の通信には、波長が１.３１μｍと１.５５μｍの帯域が
使用されている。また、光通信網の監視等に約１.６〜
２μｍの範囲にある波長が使用される。

【０００５】近赤外線用ファラデー回転素子用材料とし
て、ＬＰＥ法で作製されたＴｂＢｉ系ガーネット厚膜と
ＧｄＢｉ系（Ｇａ，Ａｌ置換）ガーネット厚膜が市販さ
れている。

【０００６】前者は、ファラデー回転角θｆの温度変化
率θ_F/Tが約０.０４〜０.０６ｄｅｇ（度）／℃と小さ
いが、印加磁界強度Ｈｓは約８００〜１２００Ｏｅと高
く、強力な永久磁石を必要とするが、磁化反転温度Ｔ
_compは約−５０℃以下であり、広い温度範囲で使用でき
る。

【０００７】一方、後者は、θｆの温度変化率θ
_F/Tが、約０.０８ｄｅｇ／℃と大きいが、Ｈｓ は約３
００Ｏｅと小さく、磁化反転温度Ｔ_compは約−１０℃と
高いため、使用温度範囲は生活温度近傍である。従っ
て、市場の要求は、温度特性の良好なＴｂＢｉ系ガーネ
ット材が多くなっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、希土類
Ｂｉ系ガーネットにおいては、Journal of Applied Phy
sics Vd.38、No.3，p.1038の“Effect of Impurities o
n the Optical Properties of Yttrium Iron Garnet”
と題される文献に示されている図では、波長が１.６μ
ｍを越えた領域では、Ｔｂイオンに関係した吸収スペク
トルが見られ、ＴｂＢｉ系ガーネット材は、この波長帯
域においては、機能を失う可能性も推定される。

【０００９】一方、ＧｄＢｉ系（Ｇａ,Ａｌ置換）ガー
ネット厚膜については、その製造条件等については、Jo
urnal of Crystal Growth 64 (1983)p.275の“LPE Grow
th of Bismuth Substituted Gadolinium Iron Garnet L
ayers：Systematization ofExperimental Result”と題
される文献に示されているが、ＧｄＢｉ系（Ｙ,Ａｌ置
換）ガーネット厚膜及びＧｄＢｉ系（Ｙ,Ｇａ置換）ガ
ーネット厚膜及びＧｄＢｉ系（Ｙ,Ａｌ,Ｇａ置換）ガー
ネット厚膜の光学特性に関する示唆は見られない。

【００１０】ここで、光アイソレータは、光の進行に関
し、順方向には、より高い透過率を示し、逆方向には、
より低い透過率を示すことが望ましい。

【００１１】そこで、本発明の技術的課題は、ＴｂＢｉ
系ガーネットが本質的に持っている波長約１.６μｍ以
上での吸収を忌避するとともに、ＧｄＢｉ系ガーネット
のθfの温度変化率θ_F/Tを改善したビスマス置換型ガー
ネット厚膜材料及びその製造方法を提供することにあ
る。

【００１２】又、本発明の他の技術的課題は、波長の中
でも、特に、約１.５μｍを越える波長帯域で使用でき
るファラデー回転素子及びそれを用いた光アイソレータ
を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明では、ＧｄＢｉ系
ガーネット厚膜に対する具体的な要求特性を下記のごと
くした。 （１）約１.５μｍを越える波長帯域でも、高い透過率
（低い挿入損失）を示すこと。 （２）ファラデー回転角θfの−２０℃〜＋８０℃の温
度範囲での平均温度変化率θ_F/Tが、従来から市販のＧ
ｄＢｉ系ガーネット材（約０.０８ｄｅｇ／℃）よりも
良好な０.０７ｄｅｇ／℃以下であること。 （３）磁化反転温度Ｔ_compが、−２０℃以下（通常の生
活環境室温範囲で使用できる）であること。 （４）ファラデー回転角θfが、約４５ｄｅｇとなる厚
さにおける挿入損失（Ｉ.Ｌ.）が、０.２ｄＢ以下（通
常は０.３ｄＢ以下で可）であること。 （５）低下するガーネットの挿入損失（Ｉ.Ｌ.）が、飽
和状態に達するために必要な最小の印加磁界（ガーネッ
トの磁気スピンを一方向に揃えるのに必要な飽和磁界Ｈ
s）が、５００Ｏｅ以下（大きな印加磁界を必要としな
いため、強力な永久磁石が不要となり、安価、小型化に
有益）であること。 （６）ファラデー回転能θ_F（以下、単にθ_Fという）が
従来と同等（波長１.６２μｍにおけるθ_Fが６００ｄｅ
ｇ／ｃｍ）以上であること。 以上を、本発明におけるガーネット材料の適合範囲と規
定した。

【００１４】なお、ファラデー回転素子としては、ファ
ラデー回転能θ_Fの大きい方が、素子としての膜厚を小
さくすることができる。また、ＬＰＥ法においては、育
成膜厚が大となるに従い、結晶性の劣化、割れ発生の増
加、育成時間の増加等、工業上、不利益となることが多
い。

【００１５】従って、厚い膜厚（約８００μｍ以上）を
必要とする場合、ファラデー回転素子を複数個、使用す
ることが生じる。

【００１６】しかしながら、使用数が増加するに従い、
ばらつきの拡大、構成部材の増加、アイソレータ寸法の
拡大、挿入損の増加等、コスト増大や性能低下等の不利
益が著しく増大することになる。

【００１７】従って、本発明においては、ガーネット厚
膜の使用数が２個以下で可能な特性を有することを必須
とした。これは、例えば、波長１.５５μｍにおけるθ_F
が８００ｄｅｇ／ｃｍ以上であれば、このような条件を
十分に満たすことになるので、これをθ_Fの設定条件と
した。

【００１８】θ_Fは、単純な要因の変更によって、容易
に変化できるものではなく、種々の溶液（メルト）組成
及び育成条件の適合によって、最適化が図られ、実現で
きるものである。

【００１９】その結果、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｌを
主成分としたガーネット厚膜をＬＰＥ法にて育成する
こと、ガーネット厚膜をＮＧＧ基板上に育成するこ
と、ガーネット厚膜を酸素含有量が１０〜１００％の
雰囲気中で、９５０〜１１４０℃の温度で保持する熱処
理をすること、により、上記課題が解決され、本発明を
なすにいたったものである。

【００２０】また、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ｇａを主成
分としたガーネット厚膜をＬＰＥ法にて育成するこ
と、ガーネット厚膜をＮＧＧ基板上に育成すること、
ガーネット厚膜を酸素含有量が１０〜１００％の雰囲
気中で、９５０〜１１４０℃の温度で保持する熱処理を
すること、により、上記課題が解決され、本発明をなす
にいたったものである。

【００２１】また、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｇａ
を主成分としたガーネット厚膜をＬＰＥ法にて育成す
ること、ガーネット厚膜をＮＧＧ基板上に育成するこ
と、ガーネット厚膜を酸素含有量が１０〜１００％の
雰囲気中で、９５０〜１１４０℃の温度で保持する熱処
理をすること、により、上記課題が解決され、本発明を
なすにいたったものである。

【００２２】また、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｌを主成
分とし、ＰｂＯ又はＢ₂Ｏ₃又はＰｔＯ₂のいずれか１種
類を０〜４.０ ｗｔ％（０を含まず）含有するガーネッ
ト厚膜をＬＰＥ法にて育成すること、ガーネット厚
膜をＮＧＧ基板上に育成すること、ガーネット厚膜を
酸素含有量が１０〜１００％の雰囲気中で、９５０〜１
１４０℃の温度で保持する熱処理をすること、により、
上記課題が解決され、本発明をなすにいたったものであ
る。

【００２３】また、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ｇａを主成
分とし、ＰｂＯ又はＢ₂Ｏ₃又はＰｔＯ₂のいずれか１種
類を０〜４.０ ｗｔ％（０を含まず）含有するガーネッ
ト厚膜をＬＰＥ法にて育成すること、ガーネット厚
膜をＮＧＧ基板上に育成すること、ガーネット厚膜を
酸素含有量が１０〜１００％の雰囲気中で、９５０〜１
１４０℃の温度で保持する熱処理をすること、により、
上記課題が解決され、本発明をなすにいたったものであ
る。

【００２４】また、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｌ,Ｇａ
を主成分とし、ＰｂＯ又はＢ₂Ｏ₃又はＰｔＯ₂のいずれ
か１種類を０〜４.０ ｗｔ％（０を含まず）含有するガ
ーネット厚膜をＬＰＥ法にて育成すること、ガーネ
ット厚膜をＮＧＧ基板上に育成すること、ガーネット
厚膜を酸素含有量が１０〜１００％の雰囲気中で、９５
０〜１１４０℃の温度で保持する熱処理をすること、に
より、上記課題が解決され、本発明をなすにいたったも
のである。

【００２５】また、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｌを主成
分とし、Ｂ₂Ｏ₃及びＰｂＯを各々０〜４.０ｗｔ％（但
し、０を含まず）含有するガーネット厚膜をＬＰＥ法
にて育成すること、ガーネット厚膜をＮＧＧ基板上に
育成すること、ガーネット厚膜を酸素含有量が５〜１
００％の雰囲気中で、９５０〜１１４０℃の温度で保持
する熱処理をすること、により、上記課題が解決され、
本発明をなすにいたったものである。

【００２６】また、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ｇａを主成
分とし、Ｂ₂Ｏ₃及びＰｂＯを各々０〜４.０ｗｔ％（但
し、０を含まず）含有するガーネット厚膜をＬＰＥ法
にて育成すること、ガーネット厚膜をＮＧＧ基板上に
育成すること、ガーネット厚膜を酸素含有量が１０〜
１００％の雰囲気中で、９５０〜１１４０℃の温度で保
持する熱処理をすること、により、上記課題が解決さ
れ、本発明をなすにいたったものである。

【００２７】また、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｌ,Ｇａ
を主成分とし、Ｂ₂Ｏ₃及びＰｂＯを各々０〜４.０ｗｔ
％（但し、０を含まず）含有するガーネット厚膜をＬ
ＰＥ法にて育成すること、ガーネット厚膜をＮＧＧ基
板上に育成すること、ガーネット厚膜を酸素含有量が
１０〜１００％の雰囲気中で、９５０〜１１４０℃の温
度で保持する熱処理をすること、により、上記課題が解
決され、本発明をなすにいたったものである。

【００２８】また、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｌを主成
分とし、Ｂ₂Ｏ₃及びＰｂＯ及びＰｔＯ₂が各々０〜４.０
ｗｔ％（但し、０を含まず）の範囲で、かつ、２種類以
上の合計が０〜９.０ｗｔ％（但し、０を含まず）含有
するガーネット厚膜をＬＰＥ法にて育成すること、
ガーネット厚膜をＮＧＧ基板上に育成すること、ガー
ネット厚膜を酸素含有量が５〜１００％の雰囲気中で、
９５０〜１１４０℃の温度で保持する熱処理すること、
により、上記課題が解決され、本発明をなすにいたった
ものである。

【００２９】また、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ｇａを主成
分とし、Ｂ₂Ｏ₃及びＰｂＯ及びＰｔＯ₂が各々０〜４.
０ｗｔ％（但し、０を含まず）の範囲で、かつ、３種類
の合計が０〜９.０ｗｔ％（但し、０を含まず）含有す
るガーネット厚膜をＬＰＥ法にて育成すること、ガ
ーネット厚膜をＮＧＧ基板上に育成すること、ガーネ
ット厚膜を酸素含有量が１０〜１００％の雰囲気中で、
９５０〜１１４０℃の温度で保持する熱処理すること、
により、上記課題が解決され、本発明をなすにいたった
ものである。

【００３０】また、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｌ,Ｇａ
を主成分とし、Ｂ₂Ｏ₃及びＰｂＯ及びＰｔＯ₂が各々０
〜４.０ｗｔ％（但し、０を含まず）の範囲で、かつ、
３種類の合計が０〜９.０ｗｔ％（但し、０を含まず）
含有するガーネット厚膜をＬＰＥ法にて育成するこ
と、ガーネット厚膜をＮＧＧ基板上に育成すること、
ガーネット厚膜を酸素含有量が１０〜１００％の雰囲
気中で、９５０〜１１４０℃の温度で保持する熱処理す
ること、により、上記課題が解決され、本発明をなすに
いたったものである。

【００３１】即ち、本発明によれば、ガーネット基板上
に、液相成長法により育成された、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆ
ｅ，Ａｌを主成分とするガーネット厚膜であって、該ガ
ーネット厚膜の組成式が、Ｇｄ_3-x-yＹ_xＢｉ_yＦｅ_5-zＡ
ｌ_zＯ₁₂（但し、０＜ｘ≦ ０.６０，０.５５≦ｙ≦１.
５５，０＜ｚ≦０.９５）であることを特徴とするＧｄ
Ｂｉ系ガーネット厚膜材料が得られる。

【００３２】また、本発明によれば、ガーネット基板上
に、液相成長法により育成された、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆ
ｅ，Ｇａを主成分とするガーネット厚膜であって、該ガ
ーネット厚膜の組成式が、Ｇｄ_3-x-yＹ_xＢｉ_yＦｅ_5-zＧ
ａ_zＯ₁₂（但し、０＜ｘ≦ ０.５０，０.５５≦ｙ≦１.
１０，０.２０≦ｚ≦０.６０）であることを特徴とする
ＧｄＢｉ系ガーネット厚膜材料が得られる。

【００３３】また、本発明によれば、ガーネット基板上
に、液相成長法により育成された、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆ
ｅ，Ａｌ，Ｇａを主成分とするガーネット厚膜であっ
て、該ガーネット厚膜の組成式が、Ｇｄ_3-x-yＹ_xＢｉ_y
Ｆｅ_5-z（Ａｌ_aＧａ_b）_zＯ₁₂（但し、０.０５≦ａ／(ａ
＋ｂ)≦０.９０，０＜ｘ≦ ０.８０，０.８５≦ｙ≦１.
６０，０.１５≦ｚ≦１.００）であることを特徴とする
ＧｄＢｉ系ガーネット厚膜材料が得られる。

【００３４】また、本発明によれば、前記に記載のＧｄ
Ｂｉ系ガーネット厚膜材料中にＰｂＯを０〜４.０ｗｔ
％（但し、０を含まず）含有することを特 徴とするビ
スマス置換型ガーネット厚膜材料が得られる。

【００３５】また、本発明によれば、前記に記載のＧｄ
Ｂｉ系ガーネット厚膜材料中にＢ₂Ｏ₃を０〜４.０ｗｔ
％（但し、０を含まず）含有することを特 徴とするビ
スマス置換型ガーネット厚膜材料が得られる。

【００３６】また、本発明によれば、前記に記載のＧｄ
Ｂｉ系ガーネット厚膜材料中にＰｔＯ₂が０〜４.０ｗｔ
％（ただし、０を含まず）含有されたことを特徴とする
ビスマス置換型ガーネット厚膜材料が得られる。

【００３７】また、本発明によれば、前記に記載のＧｄ
Ｂｉ系ガーネット厚膜材料中にＢ₂Ｏ₃及びＰｂＯを各々
０〜４.０ｗｔ％（但し、０を含まず）含有することを
特徴とするビスマス置換型ガーネット厚膜材料が得られ
る。

【００３８】また、本発明によれば、前記に記載のＧｄ
Ｂｉ系ガーネット厚膜材料中にＢ₂Ｏ₃及びＰｂＯ及びＰ
ｔＯ₂が各々０〜４.０ｗｔ％（但し、０を含まず）の範
囲で、かつ、３種類の合計が０〜９.０ｗｔ％（但し、
０を含まず）含有することを特徴とするビスマス置換型
ガーネット厚膜材料が得られる。

【００３９】また、本発明によれば、前記に記載のＧｄ
Ｂｉ系ガーネット厚膜材料から実質的になることを特徴
とするファラデー回転素子が得られる。

【００４０】また、本発明によれば、前記ファラデー回
転素子からなることを特徴とする光アイソレ−タが得ら
れる。

【００４１】また、本発明によれば、前記ＧｄＢｉ系ガ
ーネット厚膜材料を、ネオジウム・ガリウ ム・ガーネッ
ト（ＮＧＧ）基板上に育成することを特徴とする前記の
いずれかに記載のＧｄＢｉ系ガーネット厚膜材料の製造
方法が得られる。

【００４２】また、本発明によれば、前記ＧｄＢｉ系ガ
ーネット厚膜材料を、９５０〜１１４０℃の範囲で保持
する熱処理を施すことを特徴とする前記のいずれかに記
載のＧｄＢｉ系ガーネット厚膜材料の製造方法が得られ
る。

【００４３】また、本発明によれば、前記熱処理におけ
る雰囲気の酸素含有量が１０〜１００％の範囲であるこ
とを特徴とする前記のＧｄＢｉ系ガーネット厚膜材料の
製造方法が得られる。

【００４４】ここで、本発明において、ＧｄＹＢｉ系
（Ｇａ，Ａｌ置換）ガーネット厚膜を対象とした理由
は、ＧｄＹＢｉ系（Ｇａ，Ａｌ置換）ガーネット厚膜材
料では、１.６μｍ以上の波長帯域で光の吸収スペクト
ルが見られないからである。

【００４５】また、ＬＰＥ法によって育成する単結晶厚
膜で、前記の光学用特性を満たすＧｄＹＢｉ系ガーネッ
ト厚膜材料の組成は、各化学式において、０＜ｘ≦０.
８０，０.５５≦ｙ≦１.６０，０≦ｚ≦１.００の範囲
内とした。

【００４６】本発明において、ＧｄＹＢｉ系ガーネット
厚膜材料を対象とした理由は、ＴｂＢｉ系ガーネット厚
膜材料では、約１.５μｍ以上の波長領域で明らかな光
吸収のピークが認められるのに対し、ＧｄＹＢｉ系ガー
ネット厚膜材料では、約１.２μｍ以上の波長領域で光
の吸収ピークが見られないからである。

【００４７】また、本発明において、ｘの範囲を０＜ｘ
≦０.８０内としたのは、ｘの増加によりθ_f/Tが減少
し、改善されること、および、ｘが０.８０を超える
と、飽和磁化４πＭ_Sが５００Ｇ以上となるためであ
る。

【００４８】また、ｙの範囲を０.５５≦ｙ≦１.６０と
したのは、ｙが０.５５を越えると、ファラデー回転能
が５００ｄｅｇ／ｃｍ以上となり、ｙが１.６０を越え
ると、挿入損失が急激に増加するからである。

【００４９】さらに、ｚの範囲を０＜ｚ≦１.００とし
たのは、ｚの増加とともに飽和磁化４πＭ_Sは減少する
が、ｚが１.００を越えると、θ_f/Tが急激に増加する傾
向があるからである。これらの特性の変化は、結晶を構
成する各イオンの磁気モーメント等に起因する。

【００５０】また、本発明において、単結晶厚膜の熱処
理温度範囲を９５０〜１１４０℃としたのは、９５０℃
未満の温度では、結晶中の原子の均質化が十分でなく、
挿入損失の低減は認められず、１１４０℃を越える温度
では、ＧｄＹＢｉ系ガーネット結晶で、とくにＢｉ₂Ｏ₃
の蒸発による分解のために、挿入損失が増大するからで
ある。

【００５１】さらに、本発明のガーネット厚膜材料にお
いて、Ｂ₂Ｏ₃、ＰｂＯ、ＰｔＯ₂の内の１種類を０〜４.
０ｗｔ％（０を含まず）含有するか、もしくは２種類以
上を０〜９.０ｗｔ％（０を含まず）含有するとしたの
は、この範囲の含有量で挿入損失（Ｉ.Ｌ.）が減少する
ことを見い出したためである。なお、Ｂ₂Ｏ₃、ＰｂＯ、
ＰｔＯ₂の含有による挿入損失 （Ｉ.Ｌ.）の低減効果
は、ガーネット組成における結晶構成元素のイオン状態
を調整する効果と推察される。

【００５２】また、本発明において、光学用ガーネット
厚膜をＬＰＥ法によりＮＧＧ基板上に育成するのは、本
育成法において、よく使用されているＳＧＧＧ基板より
も、やや格子定数の大きいＮＧＧ基板の方が、本発明に
おけるガーネット膜との適合性がよく、５００μｍを越
えた厚膜を育成しても、ＳＧＧＧ基板上の育成に比べ
て、著しく割れ発生が低減できるからである。

【００５３】ちなみに、使用波長が長くなるに従い、必
要な膜厚が大となる。従って、高厚膜に育成できること
は、実用上、極めて有益となる。

【００５４】また、本発明のガーネット厚膜材料を製造
する方法において、ガーネット厚膜材料を９５０〜１１
４０℃の範囲で保持する熱処理をするのは、この範囲に
おいて、挿入損失（Ｉ.Ｌ.）の低減効果が認められ、９
５０℃未満では、温度が低いために、組成の均質化が不
十分であり、１１４０℃を越えると、ガーネットの分解
（含有するＢｉ₂Ｏ₃、の蒸発）が生ずるためである。

【００５５】なお、熱処理による挿入損失（Ｉ.Ｌ.）の
低減は、原子の拡散による均質化の向上（結晶格子、イ
オンバランスのばらつき低減）に起因している。

【００５６】また、本発明のガーネット厚膜材料を製造
する方法において、熱処理における雰囲気の酸素含有量
が１０％以上の範囲とするのは、これ以上での熱処理に
よる効果が認められるからであり、１０％未満では、酸
素の欠乏により、挿入損失（Ｉ.Ｌ.）が増大するためで
ある。

【００５７】なお、本発明のガーネット厚膜材料の主成
分の組成値による特性の変化は、結晶格子における各原
子の置換と磁気スピンに深く関係しており、本発明の組
成領域は、光学特性の最適領域となっている。

【００５８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００５９】光アイソレータ等に用いられるファラデー
回転素子等用のＢｉ置換型ガーネットの液相成長法（Ｌ
ＰＥ法）は、次のようにして行われる。

【００６０】まず、白金るつぼの中に、ＰｂＯ，Ｂｉ₂
Ｏ₃，Ｂ₂Ｏ₃等をフラックス成分とし、ガーネット成分
（Ｇｄ₂Ｏ₃，Ｙ₂Ｏ₃，Ｔｂ₂Ｏ₃，Ｆｅ₂Ｏ₃，Ａｌ₂Ｏ₃，
Ｇａ₂Ｏ₃等）を約９００〜１１００℃にて溶解して、溶
液（メルト）を作製した後、降温し、過冷却状態（過飽
和溶液状態）とする。そのメルトにガーネット基板を浸
漬し、長時間、回転することにより、Ｂｉ置換型ガーネ
ットの厚膜を育成する。

【００６１】このＢｉ置換型ガーネットの中でも、Ｇｄ
Ｂｉ系ガーネットは、比較的高いファラデー回転能θ_F
を有し、ガーネットに対する必要印加磁場が小さくて済
むといった特徴を有している。ここでいう必要印加磁場
（飽和磁界Ｈ_s）とは、ガーネットの挿入損失低下が、
飽和状態に達するために、必要な最小の磁場である。
尚、物理的には、ガーネットの磁気スピンを一方向に揃
えるのに必要な磁界である。

【００６２】一般に、この印加磁界は、ガーネット膜の
周辺に配置した永久磁石から供給される構成となってい
る。従って、ガーネット膜の飽和磁化４πＭ_sが低い
と、Ｈ_sも低くなり、使用する磁石の特性が低くでき
る。又、小型化、軽量化等が可能となり、工業上、有益
となる。

【００６３】なお、本発明のＧｄＢｉ系ガーネット厚膜
材料の主成分の組成値による特性の変化は、結晶格子に
おける各原子の置換と磁気スピンに深く関係しており、
本発明の組成領域は、光学特性の最適領域となってい
る。

【００６４】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して、詳細に説明する。

【００６５】（実施例１）高純度の酸化ガドリニウム
（Ｇｄ₂Ｏ₃）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化第二
鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化
ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）、酸化鉛（ＰｂＯ）および酸化ホ
ウ素（Ｂ₂Ｏ₃）の粉末を使用した。これらの粉末を使っ
て、ＰｂＯ−Ｂｉ₂Ｏ_3-Ｂ₂Ｏ₃系をフラックスとするＬ
ＰＥ法によって、ＮＧＧ基板（化学式Ｎｄ₃Ｇａ₅Ｏ₁₂）
上に、Ｇｄ_1.7Ｙ_0.1Ｂｉ_1.2Ｆｅ_4.7Ａｌ_{0. 3}Ｏ₁₂なる組
成のＧｄＹＢｉ系ガーネット単結晶厚膜を、厚さ約７０
０μｍ育成した。

【００６６】比較のために、酸化テルビウム（Ｔｂ
₂Ｏ₃）等の粉末を使用し、ＬＰＥ法によって、同様に、
ＳＧＧＧ基板［化学式（ＧｄＣａ）₃（ＧａＭｇＺｒ）₅
Ｏ₁₂］上に、Ｔｂ_2.0Ｂｉ_1.0Ｆｅ₅Ｏ₁₂なる組成のＴｂ
Ｂｉ系ガーネット単結晶厚膜を、厚さ約７００μｍ育成
した。

【００６７】次に、これらのガーネット単結晶厚膜から
基板を除去し、両面を鏡面研磨し、厚さ約６００μｍと
した。図１は、ＬＰＥ法によって育成したこれらＧｄＹ
Ｂｉ系ガーネット単結晶厚膜およびＴｂＢｉ系ガーネッ
ト単結晶厚膜の透過率の波長依存性を示す図である。図
１から明らかなように、約１.２〜２.２μｍの波長範囲
で、ＧｄＹＢｉ系ガーネット単結晶厚膜は、高い透過率
をもっている。

【００６８】他方、ＴｂＢｉ系ガーネット単結晶厚膜が
高い透過率を示す波長範囲は、約１.２〜１.５μｍにす
ぎない。この結果から、１.５μｍ以上の波長帯域にお
いては、ＧｄＹＢｉ系ガーネット単結晶厚膜が有用であ
る。

【００６９】（実施例２）実施例１と同様の方法で、Ｎ
ＧＧ基板上に、Ｇｄ_2.2-xＹ_xＢｉ_0.8Ｆｅ_4.5Ａｌ_0.5Ｏ
₁₂ の化学式で、ｘ＝０，０.０５，０.１０，０.１５，
０.２０，０.２５，０.３０のＧｄＹＢｉ系ガーネット
厚膜を、厚さ約７００〜９００μｍ育成した。

【００７０】実施例１と同様の方法で、基板を除去し、
酸素濃度約４０％の雰囲気中で、温度１０５０℃、２０
時間保持する熱処理を行った。その後、波長１.６２μ
ｍにおいてファラデー回転角が約４５度となるように厚
さを調整し、両面にＳｉＯ₂反射防止膜をつけた。これ
らのＧｄＹＢｉ系ガーネット厚膜材料について、波長
１.６２μｍにおける、６００Ｏｅの印加磁界のもとで
の挿入損失、ファラデー回転能、および室温付近におけ
るθ_f/Tを求めた。また、振動型磁力計（ＶＳＭ）を用
いて、飽和磁化も測定した。なお、これらのＧｄＹＢｉ
系ガーネット厚膜材料組成は、前記反射防止膜をつける
に先立つＥＰＭＡ分析によって、予め確認した。

【００７１】図２は、本実施例におけるＧｄＹＢｉ系ガ
ーネット厚膜材料についての各測定結果を示す図であ
る。図２（ａ）は飽和磁化の測定結果を、図２（ｂ）は
θ_f/Tの値を、それぞれ示す図である。図２から、ｘ＝
０.２５以下で飽和磁化は５００Ｇ以下となる。また、
θ_f/Tは、ｘ＝０〜０.２５の範囲で、いずれも０.０８
ｄｅｇ／℃以下で、ｘの増加に対して単調に減少するこ
とがわかる。

【００７２】また、本実施例で対象とするすべてのＧｄ
ＹＢｉ系ガーネット厚膜材料について、挿入損失は０.
４〜０.８ｄＢ、ファラデー回転能は約７００〜８００
ｄｅｇ／ｃｍであった。

【００７３】これらの結果から、Ｇｄ_2.2-xＹ_xＢｉ_0.8
Ｆｅ_4.5Ａｌ_0.5Ｏ₁₂ で示されるガーネット単結晶厚膜
のうち、ｘ＝０〜０.２５の範囲の組成が有用であると
いうことができる。

【００７４】（実施例３）実施例２と同様の方法で、Ｎ
ＧＧ基板上に、Ｇｄ_2.9-yＹ_0.1Ｂｉ_yＦｅ_4.8Ａｌ_0.2Ｏ
₁₂なる化学式で、ｙ＝０.５，０.５５，０.６，０.７，
０.９，１.１，１.３，１.４，１.５，１.６のＧｄＹＢ
ｉ系ガーネット単結晶厚膜を、厚さ約５００〜１２００
μｍ育成した。

【００７５】実施例２と同様に、これらの試料から基板
を除去し、酸素濃度約４０％の雰囲気中で、温度１０５
０℃、２０時間保持する熱処理を行った。その後、波長
１.６２μｍにおいてファラデー回転角が約４５度とな
るように厚さを調整し、両面にＳｉＯ₂ 反射防止膜をつ
けた。これらのＧｄＹＢｉ系ガーネット厚膜材料につい
て、波長１.６２μｍにおける、６００Ｏｅの印加磁界
のもとでの挿入損失、ファラデー回転能、および室温付
近におけるθ_f/Tを求めた。また、振動型磁力計（ＶＳ
Ｍ）を用いて、飽和磁化も測定した。なお、これらのＧ
ｄＹＢｉ系ガーネット厚膜材料組成は、前記反射防止膜
をつけるに先立つＥＰＭＡ分析によって、予め確認し
た。

【００７６】図３は、本実施例におけるＧｄＹＢｉ系ガ
ーネット厚膜材料についての各測定結果を示す図であ
る。図３（ａ）はファラデー回転能の測定結果を、図３
（ｂ）は挿入損失値を、それぞれ示す図である。図３か
ら、ｙ＝０.５５以上でファラデー回転能は５００ｄｅ
ｇ／ｃｍ以上となり、またｙ＝１.５を越えると、挿入
損失は急激に増加する。

【００７７】また、本実施例で対象としたすべてのＧｄ
ＹＢｉ系ガーネット厚膜材料について、θ_f/Tは約０.０
６〜０.０７５ｄｅｇ／℃、飽和磁化は約２５０〜４５
０Ｇであった。これらの結果から、Ｇｄ_2.9-yＹ_0.1Ｂｉ
_yＦｅ_4.8Ａｌ_0.2Ｏ₁₂ で示されるガーネット単結晶厚膜
のうち、ｙ＝０.５５〜１.５０の範囲の組成が有用であ
るということができる。

【００７８】（実施例４）実施例２と同様の方法で、Ｎ
ＧＧ基板上に、Ｇｄ_1.9Ｙ_0.1Ｂｉ_1.0Ｆｅ_5-zＡｌ_zＯ₁₂
なる化学式で、ｚ＝０，０.１，０.２，０.３，０.４，
０.５，０.６，０.７，０.７５，０.８のＧｄＹＢｉ系
ガーネット単結晶厚膜を、厚さ約７００〜１０００μｍ
育成した。

【００７９】基板の除去、酸素濃度約４０％の雰囲気中
での、温度１０５０℃、２０時間保持する熱処理、およ
び反射防止膜の形成等は、実施例２と同様の方法で行っ
た。

【００８０】そして、前記と同様に、挿入損失、ファラ
デー回転能、θ_f/T、および飽和磁化を測定した。

【００８１】図４は、本実施例におけるＧｄＹＢｉ系ガ
ーネット厚膜材料についての各測定結果を示す図であ
る。図４（ａ）はθ_f/Tの測定結果を、また、図４
（ｂ）は飽和磁化を、それぞれ示す図である。

【００８２】図４から、ｚ＝０.７５を越えると、θ_f/T
は急激に増加する。また、ｚ＝０〜０.８の全範囲で飽
和磁化は５００Ｇ以下となっている。

【００８３】また、本実施例で対象としたすべてのＧｄ
ＹＢｉ系ガーネット厚膜材料について、ファラデー回転
能は約９００ｄｅｇ／ｃｍであり、挿入損失は０.０４
〜０.０７ｄＢであった。

【００８４】これらの結果から、Ｇｄ_1.9Ｙ_0.1Ｂｉ_1.0
Ｆｅ_5-zＡｌ_zＯ₁₂で示されるガーネット単結晶厚膜のう
ち、ｚ＝０〜０.７５の範囲の組成が有用であるという
ことができる。

【００８５】（実施例５）実施例２と同様の方法で、Ｎ
ＧＧ基板上に、Ｇｄ_1.7Ｙ_0.1Ｂｉ_1.2Ｆｅ_4.7Ａｌ_0.3Ｏ
₁₂で表されるＧｄＹＢｉ系ガーネット単結晶厚膜を、厚
さ約７００〜１０００μｍ育成した。

【００８６】このＧｄＹＢｉ系ガーネット単結晶厚膜
を、基板除去後に、酸素濃度が約５０％以上の雰囲気中
で、９５０℃，１０００℃，１０５０℃，１１００℃，
１１３０℃，および１１５０℃の各温度で、１０時間保
持する熱処理を行った。

【００８７】その後、波長１.６２μｍにおいてファラ
デー回転角が約４５度となるように厚さを調整し、両面
にＳｉＯ₂反射防止膜をつけた。そして、実施例２と同
様に挿入損失、θ_f、θ_f/T、および飽和磁化を測定し
た。

【００８８】図５は、本実施例におけるＧｄＹＢｉ系ガ
ーネット厚膜材料についての挿入損失を示す図である。
図５から、９５０〜１１３０℃の温度範囲で熱処理を行
うことによって、熱処理前（非処理）よりも挿入損失が
低減していることがわかる。

【００８９】また、本実施例で対象としたすべてのＧｄ
ＹＢｉ系ガーネット厚膜材料について、ファラデー回転
能は約１１００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_f/Tは約０.０６ｄｅｇ
／℃、飽和磁化は約４００Ｇであった。

【００９０】（実施例６）実施例２と同様の方法で、Ｎ
ＧＧ基板上に、Ｇｄ_1.7Ｙ_0.1Ｂｉ_1.2Ｆｅ_4.7Ａｌ_0.3Ｏ
₁₂で表されるＧｄＹＢｉ系ガーネット単結晶厚膜を、厚
さ約７００〜１０００μｍ育成した。

【００９１】このＧｄＹＢｉ系ガーネット単結晶厚膜
を、基板除去後に、酸素濃度が０，５，１０，２０，４
０，６０，８０，および１００％の各雰囲気中、温度１
０５０℃で１０時間保持する熱処理を行った。

【００９２】その後、波長１.６２μｍにおいてファラ
デー回転角が約４５度となるように厚さを調整し、両面
にＳｉＯ₂ 反射防止膜をつけた。そして、実施例２と同
様に、挿入損失、θ_f、θ_f/T、および飽和磁化を測定し
た。

【００９３】図６は、本実施例におけるＧｄＹＢｉ系ガ
ーネット厚膜材料の挿入損失を示す図である。図６か
ら、酸素濃度５％以上の雰囲気中での熱処理によって、
挿入損失は、熱処理前（非処理）よりも低減しているこ
とがわかる。

【００９４】また、本実施例で対象としたすべてのＧｄ
ＹＢｉ系ガーネット厚膜材料について、ファラデー回転
能は約１１００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_f/Tは約０.０６ｄｅｇ
／℃、飽和磁化は約４００Ｇであった。

【００９５】これらの結果から、Ｇｄ_1.7Ｙ_0.1Ｂｉ_1.2
Ｆｅ_4.7Ａｌ_0.3Ｏ₁₂なる化学式で表されるＧｄＹＢｉ系
ガーネット単結晶厚膜には、酸素濃度５％以上の雰囲気
中での熱処理が有用であるといえる。

【００９６】さらに、前述した実施例１〜実施例６で対
象としたすべてのＧｄＹＢｉ系ガーネット厚膜材料につ
いて、磁化反転温度Ｔ_compは、すべて−５℃以下であ
り、さらに詳しくは、ほとんどが−５０℃以下であるこ
とを確認した。

【００９７】（実施例７）高純度の酸化ガドリニウム
（Ｇｄ₂Ｏ₃）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃），酸化テル
ビウム（Ｔｂ₂Ｏ₃）、酸化第二鉄（α−Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸
化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化白金（ＰｔＯ₂），
酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）、酸化鉛（ＰｂＯ）および酸
化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）の粉末を原料として使用し、ＰｂＯ
−Ｂｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃系をフラックスとして、ＬＰＥ法に
て、ＮＧＧ基板（格子定数１２.５０９オングストロー
ム）上に、主成分比が、Ｇｄ_1.9Ｙ_0.1Ｂｉ_1.0Ｆｅ_4.8Ａ
ｌ_0.2Ｏ₁₂で、ＰｔＯ₂を約１.０ｗｔ％含有する組成の
ＧｄＢｉ系ガーネット膜を厚さ約７００μｍ育成した。

【００９８】又、同様にして、ＳＧＧＧ基板（格子定数
１２.４９６オングストローム）上に、主成分比が、Ｔ
ｂ_2.0Ｂｉ_1.0Ｆｅ₅Ｏ₁₂から成る組成のＴｂＢｉ系ガー
ネット膜を厚さ約７００μｍに育成した。

【００９９】次に、これらの試料の基板を除去し、約６
００μｍの厚さに鏡面研磨した後、波長可変型分光計を
用いて、波長が０.９〜２.２μｍの範囲におけるガーネ
ット厚膜の光透過率を測定した。その結果を図７に示
す。なお、これらの試料の両面について、各５点ずつＥ
ＰＭＡ分析を行い、その平均値として求めたものが、上
記組成値である。

【０１００】図７に示したガーネット厚膜の波長と透過
率との関係において、実線はＧｄＹＢｉ系ガーネット、
破線はＴｂＢｉ系ガーネットについて各厚膜の透過率と
波長の関係を示す。ＧｄＹＢｉ系ガーネットにおいて
は、波長約１.２μｍ以上の領域で高い透過性を示して
いる。一方、ＴｂＢｉ系ガーネット厚膜においては、高
い透過性を示す波長帯域は、約１.２〜１.５μｍの範囲
である。従って、１.５μｍ以上の波長帯域において
は、ＧｄＹＢｉ系ガーネットが特に有用となる。

【０１０１】なお、該ＧｄＹＢｉ系ガーネット厚膜につ
いて、試料の両面を研磨し、波長１.６２μｍにおける
ファラデー回転が約４５ｄｅｇとなる厚さに調整した
後、ＳｉＯ₂による無反射被覆処理を行い、電磁石を用
いて磁界を約５００Ｏｅまで印加し、波長１.６２μｍ
における挿入損失Ｉ.Ｌ.、ファラデー回転能θ_F、飽和
磁界Ｈsを求めた。

【０１０２】又、同様にして、温度を変化し、ファラデ
ー回転角の温度変化率θ_F/T、磁化の反転温度Ｔ_compを
求めた。その結果、Ｉ.Ｌ.は０.０８ｄＢ、Ｈsは約４０
０Ｏｅ、θ_Fは約９００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約０.０
６ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。従っ
て、該ＧｄＹＢｉ系ガーネット厚膜は、ファラデー回転
素子として、極めて有用であるといえる。

【０１０３】（実施例８）実施例７と同様にして、ＮＧ
Ｇ基板上に、主成分比が、Ｇｄ_1.75Ｙ_0.05Ｂｉ_{1. 2}Ｆｅ
_4.7Ａｌ_0.3Ｏ₁₂で、ＰｔＯ₂を０，０.５，１.０，２.
０，３.０，４.０，５.０ｗｔ％含有する組成のＧｄＹ
Ｂｉ系ガーネット膜を厚さ約７００μｍ育成した後、試
料を作製し、測定した。

【０１０４】その結果、全ての試料について、Ｈsは約
３００Ｏｅ、θ_Fは約１１００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６〜０.０７ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下で
あった。

【０１０５】又、Ｉ.Ｌ.とＰｔＯ₂の含有量との関係を
図８に示す。図８から、ＰｔＯ₂の含有により、Ｉ.Ｌ.
は減少し、ＰｔＯ₂が３.５ｗｔ％を越える領域で、Ｉ.
Ｌ.は著しく増加していることがわかる。従って、Ｐｔ
Ｏ₂の含有量は、０〜３.５ｗｔ％（０を含まず）の範囲
が有用といえる。

【０１０６】（実施例９）実施例８と同様にして、主成
分比が、Ｇｄ_2.1Ｙ_0.1Ｂｉ_0.8Ｆｅ_4.9Ａｌ_0.1Ｏ_{1 2}で、
ＰｔＯ₂を１.５ｗｔ％含有するガーネット膜を厚さ約９
００μｍ 育成した。

【０１０７】次に、この試料を、約５０％の酸素濃度雰
囲気中で、９５０℃，１０００℃，１０５０℃，１１０
０℃，１１３０℃，１１５０℃の各温度で１０時間保持
し、熱処理した。

【０１０８】次に、これらの試料を、波長１.６２μｍ
におけるファラデー回転角が約４５ｄｅｇとなる厚さに
調整（約６５０μｍ）した後、実施例７と同様にして、
各特性を測定した。

【０１０９】その結果、全ての試料について、Ｈsは約
３５０Ｏｅ、θ_Fは約７００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０１１０】又、Ｉ.Ｌ.と熱処理温度との結果を図９に
示す。図９から、熱処理温度が９５０〜１１３０℃の範
囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果が認められる。従
って、９５０〜１１３０℃の温度範囲での熱処理が有用
といえる。

【０１１１】（実施例１０）実施例９と同様にして、主
成分比が、Ｇｄ_1.3Ｙ_0.2Ｂｉ_1.5Ｆｅ_4.4Ａｌ_0.6Ｏ
_{1 2}で、ＰｔＯ₂を約０.８ｗｔ％含有するガーネット膜を
厚さ約６００μ ｍ育成した。

【０１１２】次に、この試料を、１０５０℃の温度で、
雰囲気の酸素濃度を、０，１０，２０，４０，６０，８
０，１００％とし、２０時間保持して熱処理した後、試
料を作製し、測定した。

【０１１３】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
４５０Ｏｅ、θ_Fは約１３００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０７ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０１１４】又、Ｉ.Ｌ.と雰囲気の酸素濃度との結果を
図１０に示す。図１０から、雰囲気の酸素濃度が１０〜
１００％の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果が認
められる。従って、１０〜１００％の熱処理雰囲気の酸
素濃度が有用といえる。

【０１１５】（実施例１１）高純度の酸化ガドリニウム
（Ｇｄ₂Ｏ₃）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化第二
鉄（α−Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、
酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）、酸化鉛（ＰｂＯ）および酸
化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）の粉末を原料として使用し、ＰｂＯ
−Ｂｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃系をフラックスとして、ＬＰＥ法に
て、ＮＧＧ基板（格子定数１２.５０９オングストロー
ム）上に、主成分比が、Ｇｄ_1.9Ｙ_0.1Ｂ_1.0Ｆｅ_4.8Ａｌ
_0.2Ｏ₁₂で、Ｂ₂Ｏ₃を約１.０ｗｔ％含有する組成のＧｄ
Ｂｉ系ガーネット膜を厚さ約７００μｍ育成した。

【０１１６】又、同様にして、ＳＧＧＧ基板（格子定数
１２.４９６オングストローム）上に、酸化テルビウム
（Ｔｂ₂Ｏ₃）を使用して、主成分比が、Ｔｂ₂ＢｉＦｅ₅
Ｏ₁₂なる組成のＴｂＢｉ系ガーネット膜を厚さ約７００
μｍに育成した。

【０１１７】次に、これらの試料の基板を除去し、約６
００μｍの厚さに鏡面研磨した後、波長可変型分光計を
用いて、波長が０.９〜２.２μｍの範囲におけるガーネ
ット厚膜の光透過率を測定した。その結果を図１１に示
す。なお、これらの試料の両面について、各５点ずつＥ
ＰＭＡ分析を行い、その平均値として求めたものが、上
記組成値である。

【０１１８】図１１に示したガーネット厚膜の波長と透
過率との関係において、実線はＧｄＹＢｉ系ガーネッ
ト、破線はＴｂＢｉ系ガーネットについての各厚膜の透
過率と波長の関係を示す。ＧｄＹＢｉ系ガーネットにお
いては、波長約１.２μｍ以上の領域で高い透過性を示
している。一方、ＴｂＢｉ系ガーネット厚膜において
は、高い透過性を示す波長帯域は、約１.２〜１.５μｍ
の範囲である。従って、１.５μｍ以上の波長帯域にお
いては、ＧｄＹＢｉ系ガーネットが特に有用となる。

【０１１９】なお、該ＧｄＹＢｉ系ガーネット厚膜につ
いて、試料の両面を研磨し、波長１.６２μｍにおける
ファラデー回転角が約４５ｄｅｇとなる厚さに調整した
後、ＳｉＯ₂による無反射被覆処理を行い、電磁石を用
いて磁界を約５００Ｏｅまで印加し、波長１.６２μｍ
における挿入損失Ｉ.Ｌ.、ファラデー回転能θ_F、飽和
磁界Ｈ_sを求めた。

【０１２０】又、同様にして、温度を変化し、ファラデ
ー回転角の温度変化率θ_F/T、磁化反転温度Ｔ_comp.を求
めた。その結果、Ｉ.Ｌ.は０.０７ｄＢ、Ｈ_sは約４００
Ｏｅ、θ_Fは約９００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約０.０６
ｄｅｇ／℃、Ｔ_comp.は−４０℃以下であった。従っ
て、該ＧｄＹＢｉ系ガーネット厚膜は、ファラデー回転
素子として、極めて有用であるといえる。

【０１２１】（実施例１２）実施例１１と同様にして、
ＮＧＧ基板上に、主成分比が、Ｇｄ_1.75Ｙ_0.05Ｂｉ_1.2
Ｆｅ_4.6Ａｌ_0.4Ｏ₁₂で、Ｂ₂Ｏ₃を０，１.０，２.０，
３.０，４.０ｗ ｔ％含有する組成のＧｄＹＢｉ系ガー
ネット膜を厚さ約７００μｍ育成した後、試料を作製
し、測定した。

【０１２２】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
３００Ｏｅ、θ_Fは約１１００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６〜０.０７ｄｅｇ／℃、Ｔ_comp.は−４０℃以下
であった。

【０１２３】又、Ｉ.Ｌ.とＢ₂Ｏ₃含有量との関係を図１
２に示す。図１２から、Ｂ₂Ｏ₃の含有により、Ｉ.Ｌ.は
減少し、Ｂ₂Ｏ₃が３.５ｗｔ％を越える領域で、Ｉ.Ｌ.
は著しく増加していることがわかる。従って、Ｂ₂Ｏ₃の
含有量は、０〜３.５ｗｔ％（０を含まず）の範囲が有
用といえる。より望ましくは、０.４〜３.２ｗｔ％の範
囲が、Ｉ.Ｌ.を０.１ｄＢ以下とすることができるため
有用である。

【０１２４】（実施例１３）実施例１２と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_2.1Ｙ_0.1Ｂｉ_0.8Ｆｅ_4.9Ａｌ_0.1Ｏ₁₂
で、Ｂ₂Ｏ₃を約０.５ｗｔ％含有するガーネット膜を厚
さ約９００μｍ育成した。

【０１２５】次に、この試料を、約５０％の酸素濃度雰
囲気中で、９５０℃，１０００℃，１０５０℃，１１０
０℃，１１３０℃，１１５０℃の各温度で１０時間保持
し、熱処理した。

【０１２６】次に、これらの試料を、波長１.６２μｍ
におけるファラデー回転角が約４５ｄｅｇとなる厚さに
調整（約６５０μｍ）した後、実施例１２と同様にし
て、各特性を測定した。

【０１２７】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
３５０Ｏｅ、θ_Fは約７００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６ｄｅｇ／℃、Ｔ_comp.は−４０℃以下であった。

【０１２８】又、Ｉ.Ｌ.と熱処理温度との結果を図１３
に示す。図１３から、熱処理温度が９５０〜１１３０℃
の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果が認められ
る。従って、９５０〜１１３０℃の温度範囲での熱処理
が有用といえる。

【０１２９】（実施例１４）実施例１３と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_1.3Ｙ_0.2Ｂｉ_1.5Ｆｅ_4.4Ａｌ_0.6Ｏ₁₂
で、Ｂ₂Ｏ₃を約３.５ｗｔ％含有するガーネット厚膜を
厚さ約６００μｍ育成した。

【０１３０】次に、この試料を、１０５０℃の温度で、
雰囲気の酸素濃度を、０，１０，２０，４０，６０，８
０，１００％とし、２０時間保持して熱処理した後、試
料を作製し、測定した。

【０１３１】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
４００Ｏｅ、θ_Fは約１３００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６ｄｅｇ／℃、Ｔ_comp.は−４０℃以下であった。

【０１３２】Ｉ.Ｌ.と雰囲気の酸素濃度との関係を図１
４に示す。図１４から、雰囲気の酸素濃度が１０〜１０
０％の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果が認めら
れる。従って、１０〜１００％の熱処理雰囲気の酸素濃
度が有用といえる。

【０１３３】（実施例１５）高純度の酸化ガドリニウム
（Ｇｄ₂Ｏ₃）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化テル
ビウム（Ｔｂ₂Ｏ₃）、酸化第二鉄（α−Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸
化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化ビスマス（Ｂｉ
₂Ｏ₃）、酸化鉛（ＰｂＯ）および酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）
の粉末を原料として使用し、ＰｂＯ−Ｂｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃
系をフラックスとして、ＬＰＥ法にて、ＮＧＧ基板（格
子定数１２.５０９オングストローム）上に、主成分比
が、Ｇｄ_1.9Ｙ_0.1Ｂｉ_1.0Ｆｅ_4.8Ａｌ_0.2Ｏ₁₂で、Ｐｂ
Ｏを約１.０ｗｔ％含有する組成のＧｄＢｉ系ガーネッ
ト膜を厚さ約７００μｍ育成した。

【０１３４】又、同様にして、ＳＧＧＧ基板（格子定数
１２.４９６オングストローム）上に、主成分比が、Ｔ
ｂ_2.0Ｂｉ_1.0Ｆｅ₅Ｏ₁₂成る組成のＴｂＢｉ系ガーネッ
ト膜を厚さ約７００μｍに育成した。

【０１３５】次に、これらの試料の基板を除去し、約６
００μｍの厚さに鏡面研磨した後、波長可変型分光計を
用いて、波長が０.９〜２.２μｍの範囲におけるガーネ
ット厚膜の光透過率を測定した。その結果を図１５に示
す。なお、これらの試料の両面について、各５点ずつＥ
ＰＭＡ分析を行い、その平均値として求めたものが、上
記組成値である。

【０１３６】図１５に示したガーネット厚膜の波長と透
過率との関係において、実線はＧｄＹＢｉ系ガーネッ
ト、破線はＴｂＢｉ系ガーネットについての各厚膜の透
過率と波長の関係を示す。ＧｄＹＢｉ系ガーネットにお
いては、波長約１.２μｍ以上の領域で高い透過性を示
している。一方、ＴｂＢｉ系ガーネット厚膜において
は、高い透過性を示す波長帯域は、約１.２〜１.５μｍ
の範囲である。従って、１.５μｍ以上の波長帯域にお
いては、ＧｄＹＢｉ系ガーネットが特に有用となる。

【０１３７】なお、該ＧｄＹＢｉ系ガーネット厚膜につ
いて、試料の両面を研磨し、波長１.６２μｍにおける
ファラデー回転が約４５ｄｅｇとなる厚さに調整した
後、ＳｉＯ₂による無反射被覆処理を行い、電磁石を用
いて磁界を約５００Ｏｅまで印加し、波長１.６２μｍ
における挿入損失Ｉ.Ｌ.、ファラデー回転能θ_F、飽和
磁界Ｈ_sを求めた。

【０１３８】又、同様にして、温度を変化し、ファラデ
ー回転の温度変化率θ_F/T、磁化の反転温度Ｔ_compを求
めた。その結果、Ｉ.Ｌ.は０.０８ｄＢ、Ｈ_sは約４００
Ｏｅ、θ_Fは約９００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約０.０６
ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。従って、
該ＧｄＹＢｉ系ガーネット厚膜は、ファラデー回転素子
として、極めて有用であるといえる。

【０１３９】（実施例１６）実施例１５と同様にして、
ＮＧＧ基板上に、主成分比が、Ｇｄ_1.75Ｙ_0.05Ｂｉ_1.2
Ｆｅ_4.6Ａｌ_0.4Ｏ₁₂で、ＰｂＯを０，１.０，２.０，
３.０，４.０，５.０ｗｔ％含有する組成のＧｄＹＢｉ
系ガーネット厚膜を厚さ約７００μｍ育 成した後、試
料を作製し、測定した。

【０１４０】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
３００Ｏｅ、θ_Fは約１１００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０７ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であっ た。

【０１４１】又、Ｉ.Ｌ.とＰｂＯの含有量との関係を図
１６に示す。図１６から、ＰｂＯの含有により、Ｉ.Ｌ.
は減少し、ＰｂＯが４.０ｗｔ％を越える領域で、Ｉ.
Ｌ.は著し く増加していることがわかる。従って、Ｐｂ
Ｏの含有量は、０〜４.０ｗｔ％（但し、０を含まず）
の範囲が有用といえる。さらに、望ましくは、ＰｂＯが
０.４〜４.０ｗｔ％の範囲とすることにより、Ｉ.Ｌ.を
０.１ｄＢ以下とすることができる。

【０１４２】（実施例１７）実施例１６と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_2.1Ｙ_0.1Ｂｉ_0.8Ｆｅ_4.9Ａｌ_0.1Ｏ₁₂
で、ＰｂＯを約０.５ｗｔ％含有するガーネット厚膜を
厚さ約９００μｍ育成した。

【０１４３】次に、この試料を、約５０％の酸素濃度雰
囲気中で、９５０℃，１０００℃，１０５０℃，１１０
０℃，１１３０℃，１１５０℃の各温度で１０時間保持
し、熱処理した。

【０１４４】次に、これらの試料を、波長１.６２μｍ
におけるファラデー回転角が約４５ｄｅｇとなる厚さに
調整（約６５０μｍ）した後、実施例１５と同様にし
て、各特性を測定した。

【０１４５】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
３５０Ｏｅ、θ_Fは約７００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０１４６】又、Ｉ.Ｌ.と熱処理温度との結果を図１７
に示す。図１７から、熱処理温度が９５０〜１１３０℃
の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果が認められ
る。従って、９５０〜１１３０℃の温度範囲での熱処理
が有用といえる。

【０１４７】（実施例１８）実施例１７と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_1.3Ｙｂ_0.2Ｂｉ_1.5Ｆｅ_4.4Ａｌ_{0. 6}Ｏ
₁₂で、ＰｂＯを約４.０ｗｔ％含有するガーネット膜を
厚さ約６００μｍ育成した。

【０１４８】次に、この試料を、１０５０℃の温度で、
雰囲気の酸素濃度を、０，１０，２０，４０，６０，８
０，１００％とし、２０時間保持して熱処理した後、試
料を作製し、測定した。

【０１４９】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
４５０Ｏｅ、θ_Fは約１３００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０１５０】又、Ｉ.Ｌ.と雰囲気の酸素濃度との結果を
図１８に示す。図１８から、雰囲気の酸素濃度が１０〜
１００％の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果が認
められる。従って、１０〜１００％の熱処理雰囲気の酸
素濃度が有用といえる。

【０１５１】（実施例１９）高純度の酸化ガドリニウム
（Ｇｄ₂Ｏ₃）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化テル
ビウム（Ｔｂ₂Ｏ₃）、酸化第二鉄（α−Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸
化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化ビスマス（Ｂｉ
₂Ｏ₃）、酸化鉛（ＰｂＯ）および酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）
の粉末を原料として使用し、ＰｂＯ−Ｂｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃
系をフラックスとして、ＬＰＥ法にて、ＮＧＧ基板（格
子定数１２.５０９オングストローム ）上に、主成分比
が、Ｇｄ_1.4Ｙ_0.3Ｂｉ_1.3Ｆｅ_4.5Ａｌ_0.5Ｏ₁₂なる組成
のＧｄＢｉ系ガーネット膜を厚さ約７００μｍ育成 し
た。

【０１５２】又、同様にして、ＳＧＧＧ基板（格子定数
１２.４９６オングストローム）上に、主成分比が、Ｔ
ｂ_2.0Ｂｉ_1.0Ｆｅ₅Ｏ₁₂からなる組成のＴｂＢｉ系ガー
ネット膜を厚さ約７００μｍに育成した。

【０１５３】次に、これらの試料の基板を除去し、約６
００μｍの厚さに鏡面研磨した後、波長可変型分光計を
用いて、波長が０.９〜２.２μｍの範囲におけるガーネ
ット厚膜の光透過率を測定した。その結果を図１９に示
す。なお、これらの試料の両面について、各５点ずつＥ
ＰＭＡ分析を行い、その平均値として求めたものが、上
記組成値である。

【０１５４】図１９に、ガーネット厚膜の波長と透過率
との関係を示す。尚、図中、実線はＧｄＢｉ系ガーネッ
ト、破線はＴｂＢｉ系ガーネットについての各厚膜の透
過率と波長の関係を示す。

【０１５５】図１９において、ＧｄＢｉ系ガーネットに
おいては、波長約１.２μｍ以上の領域で高い透過性を
示している。一方、ＴｂＢｉ系ガーネット厚膜において
は、高い透過性を示す波長帯域は、約１.２〜１.５μｍ
の範囲である。従って、１.５μｍ以上の波長帯域にお
いては、ＧｄＢｉ系ガーネットが特に有用となる。

【０１５６】なお、該ＧｄＢｉ系ガーネット厚膜につい
て、試料の両面を研磨し、波長１.５５μｍにおけるフ
ァラデー回転が約４５ｄｅｇとなる厚さに調整した後、
ＳｉＯ₂による無反射被覆処理を行い、電磁石を用いて
磁界を約５００Ｏｅまで印加し、波長１.５５μｍにお
ける挿入損失（Ｉ.Ｌ.）、ファラデー回転能θ_F、飽和
磁界Ｈ_sを求めた。

【０１５７】又、同様にして、温度を変化し、ファラデ
ー回転角の温度変化率θ_F/T、磁化の反転温度Ｔ_compを
求めた。

【０１５８】その結果、Ｉ.Ｌ.は０.０９ｄＢ、Ｈ_sは約
３００Ｏｅ、θ_Fは約１２５０ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０４ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０ ℃以下であった。

【０１５９】従って、該ＧｄＢｉ系ガーネット厚膜は、
ファラデー回転素子として、極めて有用であるといえ
る。

【０１６０】（実施例２０）実施例１９と同様にして、
ＮＧＧ基板上に、主成分比が、Ｇｄ_1.7-xＹ_xＢｉ_{1. 3}Ｆ
ｅ_4.6Ａｌ_0.4Ｏ₁₂で、ｘ＝０，０.１０，０.２０，０.
３０，０.４０，０.５０，０.６０なる組成のＧｄＢｉ
ガーネット膜を厚さ約７００μｍに育成した後、試料を
作製し、測定した。

【０１６１】その結果、全ての試料について、θ_Fは約
１２５０ｄｅｇ／ｃｍ、Ｉ.Ｌ.は０.０７〜０.１０ｄ
Ｂ、Ｔ_compは約−４０℃以下であった。

【０１６２】又、組成値ｘとθ_F/TとＨ_sとの関係を図２
０に示す。

【０１６３】図２０から、ｘの増加により、θ_F/Tは減
少し、ｘ＝０.５近傍で極小を示していることがわか
る。また、Ｈ_sはｘの増加により減少し、ｘが０.３近傍
で極小となるが、ｘが０.６以上で５００Ｏｅを越す値
となる。

【０１６４】従って、ｘの組成値は、０＜ｘ≦０.６０
の範囲が有用といえる。

【０１６５】（実施例２１）実施例２０と同様にして、
ＮＧＧ基板上に主成分比が、Ｇｄ_2.8-yＹ_0.2Ｂｉ_yＦｅ
_4.4Ａｌ_0.6Ｏ₁₂で、ｙ＝０.８０，０.９０，１.００，
１.１０，１.２０，１.３０，１.４０，１.５０，１.６
０なる組成のＧｄＢｉガーネット膜を厚さ約６００μｍ
育成した後、試料を作製し、測定した。

【０１６６】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
２００〜４５０Ｏｅ、θ_F/Tは約０.０２〜０.０７ｄｅ
ｇ／℃、Ｔ_compは−３０℃以下であった。

【０１６７】又、組成値ｙとθ_F及びＩ.Ｌ.との関係を
図２１に示す。

【０１６８】図２１から、θ_Fが８００ｄｅｇ／ｃｍを
越えるのは、ｙが０.８５以上で得られている。又、Ｉ.
Ｌ.は、ｙが１.５５を越えると著しく増加する傾向を示
す。

【０１６９】従って、ｙの組成値は、０.８５≦ｙ≦１.
５５の範囲が有用といえる。尚、ｙが１.５５を越える
領域でＩ.Ｌ.が増大するのは、ガーネット結晶の結晶格
子の歪み、イオンバランスのばらつきに起因していると
推定される。

【０１７０】（実施例２２）実施例２０と同様にして、
ＮＧＧ基板上に、主成分比が、Ｇｄ_1.6Ｙ_0.3Ｂｉ_{1. 1}Ｆ
ｅ_5-zＡｌ_zＯ₁₂で、ｚ＝０，０.１０，０.２０，０.３
０，０.４０， ０.５０，０.６０，０.７０，０.８０，
０.９０，１.００なる組成のＧｄＢｉガーネット膜を厚
さ約８００μｍに育成した後、試料を作製し、測定し
た。

【０１７１】その結果、全ての試料について、θ_Fは約
１０５０ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約０.０２〜０.０６ｄ
ｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０１７２】又、組成値ｚとＨ_s、Ｉ.Ｌ.との関係を図
２２に示す。

【０１７３】図２２から、Ｈ_sが５００Ｏｅ以下は、ｚ
が０.１以下で得られている。また、Ｉ.Ｌ.はＺが０.９
５を越えると急激に増加していることがわかる。

【０１７４】従って、ｚの組成値は、０.１０≦ｚ≦０.
９５の範囲が有用といえる。なお、ｚが０.９５を越え
る領域で、Ｉ.Ｌ.が増大するのは、ガーネット結晶の結
晶格子の歪み、イオンバランスのばらつきに起因してい
ると推定される。

【０１７５】（実施例２３）実施例２０と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_1.3Ｙ_0.3Ｂｉ_1.4Ｆｅ_5.3Ａｌ_0.7Ｏ₁₂
なる組成のガーネット膜を厚さ約５００μｍに育成し
た。

【０１７６】次に、この試料を、約５０％の酸素濃度雰
囲気中で、９５０℃,１０００℃，１０５０℃，１１０
０℃，１１３０℃，１１５０℃の各温度で、１０時間保
持する熱処理を施した。

【０１７７】次に、これらの試料を、波長１.５５μｍ
におけるファラデー回転角が、約４５ｄｅｇとなる厚さ
に調整（約３５０μｍ）した後、第１の実施の形態と同
様にして、各特性を測定した。

【０１７８】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
２００Ｏｅ、θ_Fは約１３００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０３ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０１７９】又、Ｉ.Ｌ.と熱処理温度との結果を図２３
に示す。

【０１８０】図２３から、熱処理温度が９５０〜１１４
０℃の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果が認めら
れる。

【０１８１】従って、９５０〜１１４０℃の温度範囲で
の熱処理が有用といえる。

【０１８２】（実施例２４）実施例２０と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_1.9Ｙ_0.1Ｂｉ_1.0Ｆｅ_4.7Ａｌ_0.3Ｏ₁₂
なる組成のガーネット膜を厚さ約６００μｍに育成し
た。

【０１８３】次に、この試料を、１０５０℃の各温度
で、雰囲気の酸素濃度を、０，１０，２０，４０，６
０，８０，１００％とし、２０時間保持する熱処理をし
た後、試料を作製し、各特性を測定した。

【０１８４】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
４００Ｏｅ、θ_Fは約９５０ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６５ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であっ
た。

【０１８５】又、Ｉ.Ｌ.と雰囲気の酸素濃度との関係を
図２４に示す。

【０１８６】図２４から、雰囲気の酸素濃度が、１０〜
１００％の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果が認
められる。

【０１８７】従って、１０〜１００％の範囲の熱処理雰
囲気の酸素濃度が有用といえる。

【０１８８】（実施例２５）高純度の酸化ガドリニウム
（Ｇｄ₂Ｏ₃）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化第二
鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化
ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）、酸化鉛（ＰｂＯ）および酸化ホ
ウ素（Ｂ₂Ｏ₃）の粉末を原料として使用し、ＰｂＯ−Ｂ
ｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃系をフラックスとして、ＬＰＥ法にて、
ＮＧＧ基板（格子定数１２.５０９オングストローム）
上に、ＰｂＯを約０.５ｗｔ％含有した、主成分比が、
Ｇｄ_2.0Ｙ_0.1Ｂｉ_0.9Ｆｅ_4.8Ａｌ_0.2Ｏ₁₂で、Ｂ₂Ｏ₃を
０，１，２，３，４，５ｗｔ％含有する組成のＧｄＢｉ
系ガーネット膜を厚さ約７００μｍ育成した。

【０１８９】次に、これらの試料の基板を除去し、両面
を研磨し、波長１.５５μｍにおけるファラデー回転
が、約４５ｄｅｇとなる厚さに調整した。なお、上述し
た組成は、これらの試料の両面について、５点ずつＥＰ
ＭＡ分析を行い、その平均値として求めたものであり、
Ｂ₂Ｏ₃については、試料片を原子吸光分析法により求め
たものである。

【０１９０】次に、これらの試料板にＳｉＯ₂膜による
無反射被覆処理を行った後、電磁石を用いて磁界を約
０.５ｋＯｅまで印加していき、波長１.５５μｍにおい
て、透過率が飽和に達する最小の印加磁界（飽和磁界Ｈ
_s）と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）、及びファラデー回転能θ_F、
及び−２０℃〜＋８０℃の間におけるθ_F温度変化率θ
_F/Tを求めた。

【０１９１】その結果、全ての試料について、Ｈ_s約４
００Ｏｅ、θ_F約９００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/T約０.０７
ｄｅｇ／℃、Ｔ_comp−４０℃以下であった。

【０１９２】又、Ｉ.Ｌ.とＢ₂Ｏ₃含有量との関係を図２
５に示す。

【０１９３】図２５からわかるように、Ｉ.Ｌ.は、Ｂ₂
Ｏ₃の含有により減少し、４.５ｗｔ％を越える領域で著
しく増加することがわかる。このことにより、Ｉ.Ｌ.の
低減効果は、０〜４.５ｗｔ％（但し、０を含まず）の
範囲で認められる。従って、Ｂ₂Ｏ₃の含有量は、０〜
４.５ｗｔ％（但し、０を含まず）の範囲が有用とな
る。特に、１〜４.０ｗｔ％の範囲が好ましい。

【０１９４】（実施例２６）実施例２５と同様にして、
Ｂ₂Ｏ₃を約０.５ｗｔ％含有した、主成分比が、Ｇｄ_1.4
Ｙ_0.3Ｂｉ_1.3Ｆｅ_4.4Ａｌ_0.6Ｏ₁₂で、ＰｂＯを０，１，
２，３， ４，５ｗｔ％含有する組成のＧｄＢｉ系ガー
ネット膜を厚さ約６００μｍ育成した後、試料を作製
し、測定した。

【０１９５】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
２００Ｏｅ、θ_Fは約１２００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０５ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であっ た。

【０１９６】又、Ｉ.Ｌ.とＰｂＯ含有量との関係を図２
６に示す。

【０１９７】図２６から、ＰｂＯの含有により、Ｉ.Ｌ.
は減少し、ＰｂＯが４.５ｗｔ％を越える領域で、Ｉ.
Ｌ.は著しく増加していることがわかる。従って、Ｐｂ
Ｏの含有量は、０〜４.５ｗｔ％（０を含まず）の範囲
が有用といえる。さらに、望ましくは、ＰｂＯが０.４
〜４.０ｗｔ％の範囲とすることにより、Ｉ.Ｌ.を０.０
８ｄＢ以下とすることができる。なお、特に、１.０〜
４.０ｗｔ％の範囲が好ましい。

【０１９８】（実施例２７）実施例２５と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_1.1Ｙ_0.4Ｂｉ_1.5Ｆｅ_4.1Ａｌ_0.9Ｏ₁₂
で、Ｂ₂Ｏ₃を約０.７ｗｔ％、ＰｂＯを約０.８ｗｔ％含
有するガーネット膜を厚さ約５００μｍ育成した。

【０１９９】次に、この試料を、約５０％の酸素濃度雰
囲気中で、９５０℃，１０００℃，１０５０℃，１１０
０℃，１１３０℃，１１５０℃の各温度で１０時間保持
し、熱処理した。

【０２００】次に、これらの試料の両面について研磨
し、波長１.５５μｍにおけるファラデー回転角が約４
５ｄｅｇとなる厚さに調整した後、測定した。

【０２０１】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
４００Ｏｅ、θ_Fは約１４００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０４ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０２０２】又、Ｉ.Ｌ.と熱処理温度との結果を図２７
に示す。

【０２０３】図２７から、熱処理温度が９５０〜１１４
０℃の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果が認めら
れる。従って、９５０〜１１４０℃の温度範囲での熱処
理が有用といえる。

【０２０４】（実施例２８）実施例２５と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_1.7Ｙ_0.2Ｂｉ_1.1Ｆｅ_4.6Ａｌ_0.4Ｏ₁₂
で、Ｂ₂Ｏ₃を約１.５ｗｔ％、ＰｂＯを約１.５ｗｔ％含
有するガーネット膜を厚さ約６００μｍに育成した。

【０２０５】次に、この試料を、１０５０℃の温度で、
雰囲気の酸素濃度を、０，１０，２０，４０，６０，８
０，１００％とし、２０時間保持して熱処理した後、試
料を作製し、測定した。

【０２０６】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
２００Ｏｅ、θ_Fは約１１００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０２０７】又、Ｉ.Ｌ.と熱処理温度との関係を図２８
に示す。

【０２０８】図２８から、熱処理雰囲気の酸素濃度が１
０〜１００％の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果
が認められる。従って、１０〜１００％の熱処理雰囲気
の酸素濃度が有用といえる。

【０２０９】（実施例２９）高純度の酸化ガドリニウム
（Ｇｄ₂Ｏ₃）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化テル
ビウム（Ｔｂ₂Ｏ₃）、酸化第二鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化ア
ルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）、
酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）及び酸化白金
（ＰｔＯ₂）の粉末を原料として使用し、ＰｂＯ−Ｂｉ₂
Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃系をフラックスとして、ＬＰＥ法にて、Ｎ
ＧＧ基板（格子定数１２.５０９オングストローム）上
に、主成分比が、Ｇｄ_1.6Ｙ_0.2Ｂｉ_1.2Ｆｅ_4.5Ａｌ_0.5
Ｏ₁₂で、Ｂ₂Ｏ₃を約１.５ｗｔ％、ＰｂＯを約２.０ｗｔ
％、ＰｔＯ₂を約１.０ｗｔ％含有する組成のＧｄＢｉ系
ガーネット膜を厚さ約７００μｍ育成した。

【０２１０】また、同様にして、ＳＧＧＧ基板（格子定
数１２.４９６オングストローム）上に、主成分比が、
Ｔｂ_2.0Ｂｉ_1.0Ｆｅ₅Ｏ₁₂なる組成のＴｂＢｉ系ガーネ
ット膜を厚さ約７００μｍ育成した。

【０２１１】次に、これらの試料の基板を除去し、両面
を研磨し、約６００μｍの厚さに鏡面研磨した後、波長
可変型分光計を用いて、波長が０.９〜２.２μｍの範囲
におけるガーネット厚膜の光透過率を測定した。その結
果を図２９に示す。

【０２１２】なお、これらの試料の両面について、５点
ずつＥＰＭＡ分析を行い、その平均値として求めたもの
が、上述した組成値である。また、Ｂ₂Ｏ₃については、
試料片を原子吸光分析法により求めたものである。

【０２１３】図２９に示したガーネット厚膜の波長と透
過率との関係において、実線はＧｄＹＢｉ系ガーネッ
ト、破線はＴｂＢｉ系ガーネットについて各厚膜の透過
率と波長の関係を示す。ＧｄＹＢｉ系ガーネットにおい
ては、波長約１.２μｍ以上の領域で高い透過性を示し
ている。一方、ＴｂＢｉ系ガーネット厚膜においては、
高い透過性を示す波長帯域は、約１.２〜１.５μｍの範
囲である。従って、１.５μｍ以上の波長帯域において
は、ＧｄＹＢｉ系ガーネットが特に有用となる。

【０２１４】なお、該ＧｄＹＢｉ系ガーネット厚膜につ
いて、試料の両面を研磨し、波長１.５５μｍにおける
ファラデー回転が約４５ｄｅｇとなる厚さに調整した
後、ＳｉＯ₂による無反射被覆処理を行い、電磁石を用
いて磁界を約５００Ｏｅまで印加し、波長１.５５μｍ
における挿入損失Ｉ.Ｌ.、ファラデー回転能θ_F、飽和
磁界Ｈsを求めた。

【０２１５】又、同様にして、温度を変化し、ファラデ
ー回転角の温度変化率θ_F/T、磁化の反転温度Ｔ_compを
求めた。その結果、Ｉ.Ｌ.は０.０７ｄＢ、Ｈsは約２０
０Ｏｅ、θ_Fは約１２００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約０.
０５ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。従っ
て、該ＧｄＹＢｉ系ガーネット厚膜は、ファラデー回転
素子として、極めて有用であるといえる。

【０２１６】（実施例３０）実施例２９と同様にして、
主成分比 がＧｄ_1.8Ｙ_0.1Ｂｉ_1.1Ｆｅ_4.7Ａｌ_0.3Ｏ
₁₂で、Ｂ₂Ｏ₃を約０.５ｗｔ％、ＰｂＯを約０.５ｗｔ％
とし、ＰｔＯ₂を０，１.０，２.０，３.０，４.０，５.
０ｗｔ％含有する組成のＧｄＢｉ系ガーネット膜を厚さ
約６００μｍ育成した後、試料を作製し、測定した。

【０２１７】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
３００Ｏｅ、θ_Fは約１１００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であっ た。

【０２１８】又、Ｉ.Ｌ.とＰｔＯ₂含有量との関係を図
３０に示す。

【０２１９】図３０から、ＰｔＯ₂の含有により、Ｉ.
Ｌ.は減少し、ＰｔＯ₂が４.０ｗｔ％を越える領域で、
Ｉ.Ｌ.は著しく増加していることがわかる。従って、Ｐ
ｔＯ₂の含有量は、０〜４.０ｗｔ％（０を含まず）の範
囲が有用といえる。さらに、望ましくは、ＰｔＯ₂が０.
２〜４.０ｗｔ％の範囲とすることにより、Ｉ.Ｌ.を０.
０８ｄＢ以下とすることができる。なお、特に、１.０
〜３.８ｗｔ％の範囲が好ましい。

【０２２０】（実施例３１）実施例２９と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_2.0Ｙ_0.05Ｂｉ_0.95Ｆｅ_4.8Ａｌ_{0. 2}Ｏ
₁₂で、ＰｂＯを約３.５ｗｔ％、ＰｔＯ₂を約３.５ｗｔ
％含有するガーネット膜を厚さ約６００μｍ育成した。

【０２２１】次に、この試料を、約５０％の酸素濃度雰
囲気中で、９５０℃，１０００℃，１０５０℃，１１０
０℃，１１３０℃，１１５０℃の各温度で１０時間保持
し、熱処理した。

【０２２２】次に、これらの試料の両面について研磨
し、波長１.５５μｍにおけるファラデー回転角が約４
５ｄｅｇとなる厚さに調整した後、測定した。

【０２２３】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
３００Ｏｅ、θ_Fは約１０００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０２２４】又、Ｉ.Ｌ.と熱処理温度との結果を図３１
に示す。

【０２２５】図３１から、熱処理温度が９５０〜１１４
０℃の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果が認めら
れる。従って、９５０〜１１４０℃の温度範囲での熱処
理が有用といえる。

【０２２６】（実施例３２）実施例２９と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_1.2Ｙ_0.4Ｂｉ_1.4Ｆｅ_5.2Ａｌ_0.8Ｏ₁₂
で、Ｂ₂Ｏ₃を約３.５ｗｔ％、ＰｔＯ₂を約３.５ｗｔ％
含有するガーネット膜を厚さ約５００μｍに育成した。

【０２２７】次に、この試料を、１０５０℃の温度で、
雰囲気の酸素濃度を、０，１０，２０，４０，６０，８
０，１００％とし、２０時間保持して熱処理した後、試
料を作製し、測定した。

【０２２８】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
４００Ｏｅ、θ_Fは約１３００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０５ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０２２９】又、Ｉ.Ｌ.と熱処理温度との関係を図３２
に示す。

【０２３０】図３２から、熱処理雰囲気の酸素濃度が１
０〜１００％の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果
が認められる。従って、１０〜１００％の熱処理雰囲気
の酸素濃度が有用といえる。

【０２３１】（実施例３３）高純度の酸化ガドリニウム
（Ｇｄ₂Ｏ₃）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化テル
ビウム（Ｔｂ₂Ｏ₃）、酸化第二鉄（α−Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸
化ガリウム（Ｇａ₂Ｏ₃）、酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）、
酸化鉛（ＰｂＯ）および酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）の粉末を
原料として使用し、ＰｂＯ−Ｂｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃系をフラ
ックスとして、ＬＰＥ法にて、ＮＧＧ基板（格子定数１
２.５０９オングストローム ）上に、主成分比が、Ｇｄ
_1.9Ｙ_0.2Ｂｉ_0.9Ｆｅ_4.6 Ｇａ_0.4Ｏ₁₂なる組成のＧｄ
Ｂｉ系ガーネット膜を厚さ約８００μｍ育成 した。

【０２３２】又、同様にして、ＳＧＧＧ基板（格子定数
１２.４９６オングストローム）上に、主成分比が、Ｔ
ｂ_2.0Ｂｉ_1.0Ｆｅ₅Ｏ₁₂からなる組成のＴｂＢｉ系ガー
ネット膜を厚さ約７００μｍに育成した。

【０２３３】次に、これらの試料の基板を除去し、約６
００μｍの厚さに鏡面研磨した後、波長可変型分光計を
用いて、波長が０.９〜２.２μｍの範囲におけるガーネ
ット厚膜の光透過率を測定した。その結果を図３３に示
す。なお、これらの試料の両面について、各５点ずつＥ
ＰＭＡ分析を行い、その平均値として求めたものが、上
記組成値である。

【０２３４】図３３に、ガーネット厚膜の波長と透過率
との関係を示す。尚、実線はＧｄＢｉ系ガーネット、破
線はＴｂＢｉ系ガーネットについての各厚膜の透過率と
波長の関係を示す。

【０２３５】図３３において、ＧｄＢｉ系ガーネットに
おいては、波長約１.２μｍ以上の領域で高い透過性を
示している。一方、ＴｂＢｉ系ガーネット厚膜において
は、高い透過性を示す波長帯域は、約１.２〜１.５μｍ
の範囲である。従って、１.５μｍ以上の波長帯域にお
いては、ＧｄＢｉ系ガーネットが特に有用となる。

【０２３６】なお、該ＧｄＢｉ系ガーネット厚膜につい
て、試料の両面を研磨し、波長１.６２μｍにおけるフ
ァラデー回転が約４５ｄｅｇとなる厚さに調整した後、
ＳｉＯ₂による無反射被覆処理を行い、電磁石を用いて
磁界を約５００Ｏｅまで印加し、波長１.６２μｍにお
ける挿入損失（Ｉ.Ｌ.）、ファラデー回転能θ_F、飽和
磁界Ｈ_sを求めた。

【０２３７】又、同様にして、温度を変化し、ファラデ
ー回転角の温度変化率θ_F/T、磁化の反転温度Ｔ_compを
求めた。

【０２３８】その結果、Ｉ.Ｌ.は０.０８ｄＢ、Ｈ_sは約
４００Ｏｅ、θ_Fは約７５０ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０７ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０ ℃以下であった。

【０２３９】従って、該ＧｄＢｉ系ガーネット厚膜は、
ファラデー回転素子として、極めて有用であるといえ
る。

【０２４０】（実施例３４）実施例３３と同様にして、
ＮＧＧ基板上に、主成分比が、Ｇｄ_2.2-xＹ_xＢｉ_{0. 8}Ｆ
ｅ_4.5Ｇａ_0.5Ｏ₁₂で、ｘ＝０，０.１０，０.２０，０.
３０，０.４０ ，０.５０，０.６０なる組成のＧｄＢｉ
ガーネット膜を厚さ約８００μｍに育成した後、試料を
作製し、測定した。

【０２４１】その結果、全ての試料について、θ_Fは約
７００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約０.０７〜０.０８ｄｅ
ｇ／℃、Ｔ_compは−１０℃以下であった。

【０２４２】又、組成値ｘとθ_F、Ｉ.Ｌ.との関係を図
３４に示す。

【０２４３】図３４から、ｘでの置換により、Ｉ.Ｌ.は
著しく減少し、Ｈ_sはｘが０.５以下で５００Ｏｅ以下と
なっていることがわかる。

【０２４４】従って、ｘの組成値は、０＜ｘ≦０.５の
範囲が有用といえる。尚、ｘが０.１０以下の領域でＩ.
Ｌ.が増大するのは、ガーネット結晶の結晶格子の歪
み、イオンバランスのばらつきに起因していると推定さ
れる。

【０２４５】（実施例３５）実施例３４と同様にして、
ＮＧＧ基板上に主成分比が、Ｇｄ_2.7-yＹ_0.3Ｂｉ_yＦｅ
_4.4Ｇａ_0.6Ｏ₁₂で、ｙ＝０.５０，０.６０，０.７０，
０.８０，０.９０，１.００，１.１０，１.２０なる組
成のＧｄＢｉガーネット膜を厚さ約９００μｍ育成した
後、試料を作製し、測定した。

【０２４６】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
５００Ｏｅ、θ_F/Tは約０.０６〜０.０８ｄｅｇ／℃、
Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０２４７】又、組成値ｙとθ_F、Ｉ.Ｌ.との関係を図
３５に示す。

【０２４８】図３５から、θ_Fが６００ｄｅｇ／ｃｍを
越えるのは、ｙが０.５５以上で得られている。又、Ｉ.
Ｌ.は、ｙが１.１０を越えると著しく増加する傾向を示
す。

【０２４９】従って、ｙの組成値は、０.５５≦ｙ≦１.
１０の範囲が有用といえる。尚、ｙが１.１０以上の領
域でＩ.Ｌ.が増大するのは、ガーネット結晶の結晶格子
の歪み、イオンバランスのばらつきに起因していると推
定される。

【０２５０】（実施例３６）実施例３４と同様にして、
ＮＧＧ基板上に、主成分比が、Ｇｄ_1.8Ｙ_0.2Ｂｉ_{1. 0}Ｆ
ｅ_5-zＧａ_zＯ₁₂で、ｚ＝０.１０，０.２０，０.３０，
０.４０，０.５０，０.６０，０.７０なる組成のＧｄＢ
ｉガーネット膜を厚さ約８００μｍに育成した後、試料
を作製し、測定した。

【０２５１】その結果、全ての試料について、Ｉ.Ｌ.は
０.１ｄＢ以下、θ_Fは約８００ｄｅｇ／ｃｍ、Ｔ_compは
−４０℃以下であった。

【０２５２】又、組成値ｚとθ_F/T、Ｈ_sとの関係を図３
６に示す。

【０２５３】図３６から、θ_F/Tが０.０８／℃以下は、
ｚが０.６以下で得られている。又、Ｈ_sが５００Ｏｅ以
下は、ｚが０.２以上で得られている。

【０２５４】従って、ｚの組成値は、０.２０≦ｚ≦０.
６０の範囲が有用といえる。

【０２５５】（実施例３７）実施例３４と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_2.2Ｙ_0.1Ｂｉ_0.7Ｆｅ_4.7Ｇａ_0.3Ｏ₁₂
なる組成のガーネット膜を厚さ約９００μｍに育成し
た。

【０２５６】次に、この試料を、約５０％の酸素濃度雰
囲気中で、９５０℃,１０００℃，１０５０℃，１１０
０℃，１１３０℃，１１５０℃の各温度で、１０時間保
持する熱処理を施した。

【０２５７】次に、これらの試料を、波長１.６２μｍ
におけるファラデー回転角が、約４５ｄｅｇとなる厚さ
に調整（約６５０μｍ）した後、第１の実施の形態と同
様にして、各特性を測定した。

【０２５８】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
３００Ｏｅ、θ_Fは約６５０ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０７ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０２５９】又、Ｉ.Ｌ.と熱処理温度との結果を図３７
に示す。

【０２６０】図３７から、熱処理温度が９５０〜１１３
０℃の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低下が認められ
る。

【０２６１】従って、９５０〜１１３０℃の温度範囲で
の熱処理が有用といえる。

【０２６２】（実施例３８）実施例３５と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_1.5Ｙ_0.4Ｂｉ_1.1Ｆｅ_4.6Ｇａ_0.4Ｏ₁₂
なる組成のガーネット膜を厚さ約６００μｍに育成し
た。

【０２６３】次に、この試料を、１０５０℃の各温度
で、雰囲気の酸素濃度を、０，１０，２０，４０，６
０，８０，１００％とし、２０時間保持する熱処理をし
た後、試料を作製し、各特性を測定した。

【０２６４】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
５００Ｏｅ、θ_Fは約９００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０２６５】又、Ｉ.Ｌ.と雰囲気の酸素濃度との関係を
図３８に示す。

【０２６６】図３８から、雰囲気の酸素濃度が、１０〜
１００％の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果が認
められる。

【０２６７】従って、１０〜１００％の範囲の熱処理雰
囲気の酸素濃度が有用といえる。（実施例３９）高純度
の酸化ガドリニウム（Ｇｄ₂Ｏ₃）、酸化イットリウム
（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化第二鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化ガリウム
（Ｇａ₂Ｏ₃）、酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）、酸化鉛（Ｐ
ｂＯ）および酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）の粉末を原料として
使用し、ＰｂＯ−Ｂｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃系をフラックスとし
て、ＬＰＥ法にて、ＮＧＧ基板（格子定数１２.５０９
オングストローム）上に、主成分比が、Ｇｄ_1.8Ｙ_0.3Ｂ
ｉ_0.9Ｆｅ_4.6Ｇａ_0.4Ｏ₁₂で、Ｂ₂Ｏ₃を０ ，１.０，２.
０，３.０，４.０，５.０ｗｔ％含有する組成のＧｄＢ
ｉ系ガーネット膜をそれぞれ厚さ約７００μｍ育成し
た。

【０２６８】次に、これらの試料の基板を除去した後、
両面を研磨し、波長１.５８μｍにおけるファラデー回
転が、約４５ｄｅｇとなる厚さに調整した。なお、上述
した組成は、これらの試料の両面について、５点ずつＥ
ＰＭＡ分析を行い、その平均値として求めたものであ
り、Ｂ₂Ｏ₃については、試料片を原子吸光分析法により
求めたものである。

【０２６９】次に、これらの試料板にＳｉＯ₂膜による
無反射被覆処理を行った後、電磁石を用いて磁界を約５
００Ｏｅまで印加していき、波長１.５８μｍにおける
挿入損失（Ｉ.Ｌ.）、及 びファラデー回転能θ_F、透過
率が飽和に達する最小の印加磁界（飽和磁界Ｈ_s）を求
めた。

【０２７０】また、同様にして、温度を変化し、−２０
℃〜＋８０℃の間におけるファラデー回転角θ_Fの温度
変化率θ_F/T、磁化の反転温度Ｔ_compを求めた。

【０２７１】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
４００Ｏｅ、θ_Fは約８００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６ｄｅｇ／℃、Ｔ_comp−４０℃以下であった。

【０２７２】また、Ｉ.Ｌ.とＢ₂Ｏ₃含有量との関係を図
３９に示す。

【０２７３】図３９からわかるように、Ｉ.Ｌ.は、Ｂ₂
Ｏ₃の含有により減少し、４.０ｗｔ％を越える領域で著
しく増加することがわかる。このことにより、Ｉ.Ｌ.の
低減効果は、０〜４.０ｗｔ％（但し、０を含まず）の
範囲で認められる。

【０２７４】従って、Ｂ₂Ｏ₃の含有量は、０〜４.０ｗ
ｔ％（但し、０を含まず）の範囲が有用となる。特に、
１〜３.２ｗｔ％の範囲が好ましい。

【０２７５】（実施例４０）実施例３９と同様にして、
ＮＧＧ基板上に、主成分比 がＧｄ_1.6Ｙ_0.4Ｂｉ_1.0Ｆｅ
_4.4Ｇａ_0.6Ｏ₁₂で、ＰｂＯを０，１.０，２.０，３.
０， ４.０，５.０ｗｔ％含有する組成のＧｄＢｉ系ガ
ーネット厚膜を厚さ約６００μｍ育成した後、試料を作
製し、測定した。

【０２７６】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
４００Ｏｅ、θ_Fは約９００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であっ た。

【０２７７】また、Ｉ.Ｌ.とＰｂＯ含有量との関係を図
４０に示す。

【０２７８】図４０から、ＰｂＯの含有により、Ｉ.Ｌ.
は減少し、ＰｂＯが４.０ｗｔ％を越える領域で、Ｉ.
Ｌ.は著しく増加していることがわかる。

【０２７９】従って、ＰｂＯの含有量は、０〜４.０ｗ
ｔ％（０を含まず）の範囲が有用といえる。さらに、望
まし くは、ＰｂＯが０.４〜４.０ｗｔ％の範囲とする
ことにより、Ｉ.Ｌ.を０.０８ ｄＢ以下とすることがで
きる。なお、特に、１.０〜４.０ｗｔ％の範囲が好まし
い。

【０２８０】（実施例４１）実施例４０と同様にして、
ＮＧＧ基板上に、主成分比が、Ｇｄ_2.0Ｙ_0.2Ｂｉ_{0. 8}Ｆ
ｅ_4.7Ｇａ_0.3Ｏ₁₂で、ＰｔＯ₂を０，１.０，２.０、３.
０，４.０、５.０ｗｔ％含有するＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜を厚さ約７００μｍ育成した後、試料を作製し、測
定した。

【０２８１】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
４００Ｏｅ、θ_Fは約８００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０７ｄｅｇ／℃、Ｔ_comp−４０℃以下であった。

【０２８２】また、Ｉ.Ｌ.とＰｔＯ₂含有量との関係を
図４１に示す。

【０２８３】図４１から、ＰｔＯ₂の含有により、Ｉ.
Ｌ.は減少し、ＰｔＯ₂が約４.０ｗｔ％を越える領域
で、Ｉ.Ｌ.は著しく増加していることがわかる。

【０２８４】従って、ＰｔＯ₂の含有量は、０〜４.０ｗ
ｔ％（０を含まず）の範囲が有用といえる。なお、特に
０.４〜３.８ｗｔ％の範囲が好ましい。

【０２８５】（実施例４２）実施例４０と同様にして、
ＮＧＧ基板上に、主成分比が、Ｇｄ_1.7Ｙ_0.3Ｂｉ_{1. 0}Ｆ
ｅ_4.5Ｇａ_0.5Ｏ₁₂で、Ｂ₂Ｏ₃，ＰｂＯ及びＰｔＯ₂を２
種類以上含有し、その総量が０，１.０，２.０、４.
０、６.０、８.０、９.０、１０.０ｗｔ％含有するＧｄ
Ｂｉ系ガーネット厚膜を厚さ約６００μｍ育成した後、
試料を作製し、測定した。

【０２８６】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
３００Ｏｅ、θ_Fは約９００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であっ た。

【０２８７】また、Ｉ.Ｌ.とＢ₂Ｏ₃，ＰｂＯ、ＰｔＯ₂
の含有量との関係を図４２に示す。

【０２８８】図４２から、Ｂ₂Ｏ₃，ＰｂＯ、ＰｔＯ₂の
含有により、Ｉ.Ｌ.は減少し、含有量が約９.０ｗｔ％
を越 える領域で、Ｉ.Ｌ.は増加する傾向を示している
ことがわかる。

【０２８９】従って、Ｂ₂Ｏ₃，ＰｂＯ、ＰｔＯ₂の含有
量は、０〜９.０ｗｔ％（但し、０を含まず）の範囲で
Ｉ.Ｌ.は明らかに低減し、有用であるといえる。

【０２９０】（実施例４３）実施例４０と同様にして、
ＮＧＧ基板上に、主成分比が、Ｇｄ_1.9Ｙ_0.2Ｂｉ_{0. 9}Ｆ
ｅ_4.8Ｇａ_0.2Ｏ₁₂で、Ｂ₂Ｏ₃を約２ｗｔ％、ＰｂＯを約
３ｗｔ％、及びＰｔＯ₂を約２ｗｔ％含有するＧｄＢｉ
系ガーネット厚膜を厚さ約７００μｍ育成した。

【０２９１】次に、この試料を、約５０％の酸素濃度雰
囲気中で、９５０℃，１０００℃，１０５０℃，１１０
０℃，１１３０℃，１１５０℃の各温度で１０時間保持
し、熱処理した。

【０２９２】次に、これらの試料の両面について研磨
し、波長１.５８μｍにおけるファラデー回転角が約４
５ｄｅｇとなる厚さに調整した後、試料を作製し、測定
した。

【０２９３】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
５００Ｏｅ、θ_Fは約８００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０７ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であっ た。

【０２９４】又、Ｉ.Ｌ.と熱処理温度との関係を図４３
に示す。

【０２９５】図４３から、熱処理温度が９５０〜１１４
０℃の範囲で熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果が認められ
る。

【０２９６】従って、９５０〜１１４０℃の温度範囲で
の熱処理が有用であるといえる。

【０２９７】（実施例４４）実施例４３と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_1.4Ｙ_0.5Ｂｉ_1.1Ｇａ_0.6Ｏ₁₂で、Ｂ₂
Ｏ₃を約２.０ｗｔ％、ＰｂＯを約２.０ｗｔ％、ＰｔＯ₂
を約１ｗｔ％含有するＧｄＢｉ系ガーネット膜を厚さ約
６００μｍに育成した。

【０２９８】次に、この試料を、１０５０℃の温度で、
雰囲気の酸素濃度を、０，１０，２０，４０，６０，８
０，１００％とし、１０時間保持して熱処理した後、波
長１.５８μｍにおけるファラデー回転角が約４５ｄｅ
ｇとなる厚さに調整した後、試料を作製し、各特性を測
定した。

【０２９９】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
４００Ｏｅ、θ_Fは約１０００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０３００】また、Ｉ.Ｌ.と熱処理雰囲気の酸素濃度と
の関係を図４４に示す。

【０３０１】図４４から、熱処理雰囲気の酸素濃度が１
０〜１００％の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果
が認められる。

【０３０２】従って、１０〜１００％の熱処理雰囲気の
酸素濃度が有用といえる。

【０３０３】（実施例４５）高純度の酸化ガドリニウム
（Ｇｄ₂Ｏ₃）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化テル
ビウム（Ｔｂ₂Ｏ₃）、酸化第二鉄（α−Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸
化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化ガリウム（Ｇａ
₂Ｏ₃）、酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）、酸化鉛（ＰｂＯ）
および酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）の粉末を原料として使用
し、ＰｂＯ−Ｂｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃系をフラックスとして、
ＬＰＥ法にて、ＮＧＧ基板（格子定数１２.５０９オン
グストローム ）上に、主成分比が、Ｇｄ_1.5Ｙ_0.1Ｂｉ
_1.3Ｆｅ_4.4Ａｌ_{0 .6}Ｇａ_0.1Ｏ₁₂なる組成のＧｄＢｉ系ガ
ーネット膜を厚さ約７００μｍ育成した。

【０３０４】又、同様にして、ＳＧＧＧ基板（格子定数
１２.４９６オングストローム）上に、主成分比が、Ｔ
ｂ_2.0Ｂｉ_1.0Ｆｅ₅Ｏ₁₂からなる組成のＴｂＢｉ系ガー
ネット膜を厚さ約７００μｍに育成した。

【０３０５】次に、これらの試料の基板を除去し、約６
００μｍの厚さに鏡面研磨した後、波長可変型分光計を
用いて、波長が０.９〜２.２μｍの範囲におけるガーネ
ット厚膜の光透過率を測定した。その結果を図４５に示
す。なお、これらの試料の両面について、各５点ずつＥ
ＰＭＡ分析を行い、その平均値として求めたものが、上
記組成値である。

【０３０６】図４５に、ガーネット厚膜の波長と透過率
との関係を示す。尚、図中、実線はＧｄＢｉ系ガーネッ
ト、破線はＴｂＢｉ系ガーネットについての各厚膜の透
過率と波長の関係を示す。

【０３０７】図４５において、ＧｄＢｉ系ガーネットに
おいては、波長約１.２μｍ以上の領域で高い透過性を
示している。一方、ＴｂＢｉ系ガーネット厚膜において
は、高い透過性を示す波長帯域は、約１.２〜１.５μｍ
の範囲である。従って、１.５μｍ以上の波長帯域にお
いては、ＧｄＢｉ系ガーネットが特に有用となる。

【０３０８】なお、該ＧｄＢｉ系ガーネット厚膜につい
て、試料の両面を研磨し、波長１.５５μｍにおけるフ
ァラデー回転が約４５ｄｅｇとなる厚さに調整した後、
ＳｉＯ₂による無反射被覆処理を行い、電磁石を用いて
磁界を約５００Ｏｅまで印加し、波長１.５５μｍにお
ける挿入損失（Ｉ.Ｌ.）、ファラデー回転能θ_F、飽和
磁界Ｈ_sを求めた。

【０３０９】又、同様にして、温度を変化し、ファラデ
ー回転角の温度変化率θ_F/T、磁化の反転温度Ｔ_compを
求めた。

【０３１０】その結果、Ｉ.Ｌ.は０.０９ｄＢ、Ｈ_sは約
３００Ｏｅ、θ_Fは約１２００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０ ℃以下であった。

【０３１１】従って、該ＧｄＢｉ系ガーネット厚膜は、
ファラデー回転素子として、極めて有用であるといえ
る。

【０３１２】（実施例４６）実施例４５と同様にして、
ＮＧＧ基板上に、主成分比が、Ｇｄ_1.3Ｙ_0.2Ｂｉ_{1. 5}Ｆ
ｅ_4.2（Ａｌ_a、Ｇａ_b）_0.8Ｏ₁₂でａ／（ａ＋ｂ）＝０，
０.１０，０. ２０，０.３０，０.４０，０.５０，０.
６０，０.７０，０.８０，０.９０，１.００なる組成の
ＧｄＢｉガーネット膜を厚さ約６００μｍに育成した
後、試料を作製し、測定した。

【０３１３】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
２００Ｏｅ、θ_F/Tは０.０３〜０.０７ｄｅｇ／℃であ
った。

【０３１４】又、組成比ａ／（ａ＋ｂ）とＴ_comp及び
Ｉ.Ｌ.との関係を図４６に示す。

【０３１５】図４６から、ａ／（ａ＋ｂ）の増加によ
り、Ｔ_compは低下する傾向を示し、ａ／（ａ＋ｂ）が
０.０５ではＴ_compは−２０℃よりも著しく低い値とな
っていることがわかる。なお、ａ／（ａ＋ｂ）が０.２
以上では、Ｔ_compは−４０℃以下であることは確認でき
たが、数値化が困難であったので、図中には＜−４０℃
として示した。また、Ｉ.Ｌ.はａ／（ａ＋ｂ）が０.９
以上で著しく増加する傾向を示す。

【０３１６】従って、組成比ａ／（ａ＋ｂ）は、０.０
５≦ａ／（ａ＋ｂ）≦０.９０の範囲が有用といえる。
なお、ａ／（ａ＋ｂ）が０.９０を越える領域でＩ.Ｌ.
が増大するのは、ガーネット結晶の結晶格子の歪み、イ
オンバランスのばらつきに起因していると推定される。

【０３１７】（実施例４７）実施例４６と同様にして、
ＮＧＧ基板上に主成分比が、Ｇｄ_1.8-xＹ_xＢｉ_1.2Ｆｅ
_4.4Ａｌ_0.5Ｇａ_0.1Ｏ₁₂で、ｘ＝０，０.１０，０.２
０，０.３０，０.４０，０.５０，０.６０，０.７０，
０.８０なる組成のＧｄＢｉガーネット膜を厚さ約７０
０μｍ育成した後、試料を作製し、測定した。

【０３１８】その結果、全ての試料について、θ_Fは約
１１００ｄｅｇ／ｃｍ、Ｉ.Ｌ.は、０.０７〜０.１０ｄ
Ｂ、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０３１９】又、組成値ｘとθ_F/T及びＨ_sとの関係を図
４７に示す。

【０３２０】図４７から、組成値ｘの増加によりＩ.Ｌ.
は減少し、ｘが０.６０近傍で極小を示す。また、Ｈ_sは
ｘの増加により変化し、ｘが０.８０を越えるとＨ_sは、
５００Ｏｅ以下となり、ｘが０.４０近傍で極小を示し
ている。

【０３２１】従って、ｘの組成値は、０＜ｘ≦０.８０
の範囲が有用といえる。

【０３２２】（実施例４８）実施例４６と同様にして、
ＮＧＧ基板上に、主成分比が、Ｇｄ_2.7-yＹ_0.3Ｂｉ_yＦ
ｅ_4.1Ａｌ_0.7Ｇａ_0.2Ｏ₁₂で、ｙ＝０.８０，０.９０，
１.００，１.１０，１.２０，１.３０，１.４０，１.５
０，１.６０，１.７０なる組成のＧｄＢｉガーネット膜
を厚さ約７００μｍに育成した後、試料を作製し、測定
した。

【０３２３】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
１００〜４５０Ｏｅ、θ_F/Tは約０.０２〜０.０７ｄｅ
ｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０３２４】又、組成値ｙとθ_F及びＩ.Ｌ.との関係を
図４８に示す。

【０３２５】図４８から、θ_Fが８００ｄｅｇ／ｃｍ以
上は、ｙが０.８５以上で得られている。また、Ｉ.Ｌ.
はｙが１.６０を越えると著しく増加する傾向を示す。

【０３２６】従って、ｙの組成値は、０.８５≦ｙ≦１.
６０の範囲が有用といえる。なお、ｙが１.６０を越え
る領域で、Ｉ.Ｌ.が増大するのは、ガーネット結晶の結
晶格子の歪み、イオンバランスのばらつきに起因してい
ると推定される。

【０３２７】（実施例４９）実施例４６と同様にして、
ＮＧＧ基板上に、主成分比が、Ｇｄ_1.4Ｙ_0.2Ｂｉ_{1. 4}Ｆ
ｅ_5-z（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_zＯ₁₂で、ｚ＝０，０.１０，
０.２０，０.３０，０.４０，０.５０，０.６０，０.７
０，０.８０，０.９０，１.００，１.１０なる組成のＧ
ｄＢｉガーネット膜を厚さ約６００μｍに育成した後、
試料を作製し、測定した。

【０３２８】その結果、全ての試料について、θ_Fは約
１３００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約０.０４〜０.０６ｄ
ｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０３２９】又、組成値ｚとＨ_s及びＩ.Ｌ.との関係を
図４９に示す。

【０３３０】図４９から、Ｈ_sが５００Ｏｅ以下はｚが
０.１５以上で得られ、０.６近傍で極小を示している。
また、Ｉ.Ｌ.はｚが１.００以上で急激に増加してい
る。

【０３３１】従って、ｚの組成値は、０.１５≦ｚ≦１.
００の範囲が有用といえる。なお、ｚが１.００を越え
る領域で、Ｉ.Ｌ.が増大するのは、ガーネット結晶の結
晶格子の歪み、イオンバランスのばらつきに起因してい
ると推定される。

【０３３２】（実施例５０）実施例４６と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_1.9Ｙ_0.1Ｂｉ_1.0Ｆｅ_4.6Ａｌ_0.3Ｇａ
_0.1Ｏ₁₂なる組成のガーネット膜を厚さ約６００μｍに
育成した。

【０３３３】次に、この試料を、約５０％の酸素濃度雰
囲気中で、９５０℃,１０００℃，１０５０℃，１１０
０℃，１１３０℃，１１５０℃の各温度で、１０時間保
持する熱処理を施した。

【０３３４】次に、これらの試料を、波長１.５５μｍ
におけるファラデー回転角が、約４５ｄｅｇとなる厚さ
に調整（約４５０μｍ）した後、第１の実施の形態と同
様にして、各特性を測定した。

【０３３５】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
３５０Ｏｅ、θ_Fは約９５０ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６５ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは約−３０℃であった。

【０３３６】又、Ｉ.Ｌ.と熱処理温度との結果を図５０
に示す。

【０３３７】図５０から、熱処理温度が９５０〜１１４
０℃の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果が認めら
れる。

【０３３８】従って、９５０〜１１４０℃の温度範囲で
の熱処理が有用といえる。

【０３３９】（実施例５１）実施例４６と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_1.5Ｙ_0.2Ｂｉ_1.3Ｆｅ_4.4Ａｌ_0.4Ｇａ
_0.2Ｏ₁₂なる組成のガーネット膜を厚さ約６００μｍに
育成した。

【０３４０】次に、この試料を、１０５０℃の各温度
で、雰囲気の酸素濃度を、０，１０，２０，４０，６
０，８０，１００％とし、２０時間保持する熱処理をし
た後、試料を作製し、各特性を測定した。

【０３４１】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
３００Ｏｅ、θ_Fは約１２００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０５ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０３４２】又、Ｉ.Ｌ.と雰囲気の酸素濃度との関係を
図５１に示す。

【０３４３】図５１から、雰囲気の酸素濃度が、１０〜
１００％の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果が認
められる。

【０３４４】従って、１０〜１００％の範囲の熱処理雰
囲気の酸素濃度が有用といえる。

【０３４５】（実施例５２）高純度の酸化ガドリニウム
（Ｇｄ₂Ｏ₃）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化第二
鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化
ガリウム（Ｇａ₂Ｏ₃），酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）、酸
化鉛（ＰｂＯ）および酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）の粉末を原
料として使用し、ＰｂＯ−Ｂｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃系をフラッ
クスとして、ＬＰＥ法にて、ＮＧＧ基板（格子定数１
２.５０９オングストローム）上に、ＰｂＯを約０.５ｗ
ｔ％含有した、主成分比が、Ｇｄ_1.4Ｙ_0.3Ｂｉ_1.3Ｆｅ
_4.4Ａｌ_{0 .3}Ｇａ_0.3Ｏ₁₂で、Ｂ₂Ｏ₃を０，１，２，３，
４，５ｗｔ％含有する組成のＧｄＢｉ系ガーネット厚膜
を厚さ約５００μｍ育成した。

【０３４６】次に、これらの試料の基板を除去し、両面
を研磨し、波長１.５５μｍにおけるファラデー回転
が、約４５ｄｅｇとなる厚さに調整した。なお、上述し
た組成は、これらの試料の両面について、５点ずつＥＰ
ＭＡ分析を行い、その平均値として求めたものであり、
Ｂ₂Ｏ₃については、試料片を原子吸光分析法により求め
たものである。

【０３４７】次に、これらの試料板にＳｉＯ₂膜による
無反射被覆処理を行った後、電磁石を用いて磁界を約
０.５ｋＯｅまで印加していき、波長１.５５μｍにおい
て、透過率が飽和に達する最小の印加磁界（飽和磁界Ｈ
_s）と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）、及びファラデー回転能θ_F、
及び−２０℃〜＋８０℃の間におけるθ_Fの温度変化率
θ_{F/ T}を求めた。

【０３４８】その結果、全ての試料について、Ｈ_s約２
００Ｏｅ、θ_F約１２００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/T約０.０
５ｄｅｇ／℃、Ｔ_comp−４０℃以下であった。

【０３４９】又、Ｉ.Ｌ.とＢ₂Ｏ₃含有量との関係を図５
２に示す。

【０３５０】図５２からわかるように、Ｉ.Ｌ.は、Ｂ₂
Ｏ₃の含有により減少し、４.０ｗｔ％を越える領域で著
しく増加することがわかる。このことにより、Ｉ.Ｌ.の
低減効果は、０〜４.０ｗｔ％（但し、０を含まず）の
範囲で認められる。従って、Ｂ₂Ｏ₃の含有量は、０〜
４.０ｗｔ％（但し、０を含まず）の範囲が有用とな
る。

【０３５１】（実施例５３）実施例５２と同様にして、
Ｂ₂Ｏ₃を約０.５ｗｔ％含有した、主成分比 が、Ｇｄ
_1.7Ｙ_0.2Ｂｉ_1.1Ｆｅ_4.6Ａｌ_0.3Ｇａ_0.1Ｏ₁₂で、ＰｂＯ
を０，１，２，３，４，５ｗｔ％含有する組成のＧｄＢ
ｉ系ガーネット膜を厚さ約６００μｍ 育成した後、試
料を作製し、測定した。

【０３５２】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
３００Ｏｅ、θ_Fは約１１００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であっ た。

【０３５３】又、Ｉ.Ｌ.とＰｂＯ含有量との関係を図５
３に示す。

【０３５４】図５３から、ＰｂＯの含有により、Ｉ.Ｌ.
は減少し、ＰｂＯが４.０ｗｔ％を越える領域で、Ｉ.
Ｌ.は著しく増加していることがわかる。従って、Ｐｂ
Ｏの含有量は、０〜４.０ｗｔ％（０を含まず）の範囲
が有用といえる。

【０３５５】（実施例５４）実施例５２と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_1.1Ｙ_0.5Ｂｉ_1.5Ｆｅ_4.1Ａｌ_0.3Ｇａ
_0.6Ｏ₁₂で、Ｂ₂Ｏ₃を約０.７ｗｔ％含有するガーネット
膜を厚さ約５００μｍ育成した。

【０３５６】次に、この試料を、約５０％の酸素濃度雰
囲気中で、９５０℃，１０００℃，１０５０℃，１１０
０℃，１１３０℃，１１５０℃の各温度で１０時間保持
し、熱処理した。

【０３５７】次に、これらの試料の両面について研磨
し、波長１.５５μｍにおけるファラデー回転角が約４
５ｄｅｇとなる厚さに調整した後、測定した。

【０３５８】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
１００Ｏｅ、θ_Fは約１４００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０４ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０３５９】又、Ｉ.Ｌ.と熱処理温度との結果を図５４
に示す。

【０３６０】図５４から、熱処理温度が９５０〜１１４
０℃の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果が認めら
れる。従って、９５０〜１１４０℃の温度範囲での熱処
理が有用といえる。

【０３６１】（実施例５５）実施例５２と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_2.0Ｙ_0.1Ｂｉ_0.9Ａｌ_0.1Ｇａ_0.1Ｏ₁₂
で、Ｂ₂Ｏ₃を約１.５ｗｔ％、ＰｂＯを約１.５ｗｔ％含
有するガーネ ット膜を厚さ約７００μｍに育成した。

【０３６２】次に、この試料を、１０５０℃の温度で、
雰囲気の酸素濃度を、０，１０，２０，４０，６０，８
０，１００％とし、２０時間保持して熱処理した後、試
料を作製し、測定した。

【０３６３】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
４００Ｏｅ、θ_Fは約９００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０７ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０３６４】又、Ｉ.Ｌ.と熱処理温度との関係を図５５
に示す。

【０３６５】図５５から、熱処理雰囲気の酸素濃度が１
０〜１００％の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果
が認められる。従って、１０〜１００％の熱処理雰囲気
の酸素濃度が有用といえる。

【０３６６】（実施例５６）高純度の酸化ガドリニウム
（Ｇｄ₂Ｏ₃）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化ガリ
ウム（Ｇａ₂Ｏ₃）,酸化テルビウム（Ｔｂ₂Ｏ₃）、酸化
第二鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、
酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ホ
ウ素（Ｂ₂Ｏ₃）及び酸化白金（ＰｔＯ₂）の粉末を原料
として使用し、ＰｂＯ−Ｂｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃系をフラック
スとして、ＬＰＥ法にて、ＮＧＧ基板（格子定数１２.
５０９オングストローム）上に、主成分比が、Ｇｄ_1.4
Ｙ_0.3Ｂｉ_1.3Ｆｅ_4.4Ａｌ_0.3Ｇａ_0.3Ｏ₁₂で、Ｂ₂Ｏ₃を
約１.５ｗｔ％、ＰｂＯを約２.０ｗｔ％、ＰｔＯ₂を約
１.０ｗｔ％含有する組成のＧｄＢｉ系ガーネット膜を
厚さ約７００μｍ育成した。

【０３６７】また、同様にして、ＳＧＧＧ基板（格子定
数１２.４９６オングストローム）上に、主成分比が、
Ｔｂ_2.0Ｂｉ_1.0Ｆｅ₅Ｏ₁₂なる組成のＴｂＢｉ系ガーネ
ット膜を厚さ約７００μｍ育成した。

【０３６８】次に、これらの試料の基板を除去し、両面
を研磨し、約６００μｍの厚さに鏡面研磨した後、波長
可変型分光計を用いて、波長が０.９〜２.２μｍの範囲
におけるガーネット厚膜の光透過率を測定した。その結
果を図５６に示す。

【０３６９】なお、これらの試料の両面について、５点
ずつＥＰＭＡ分析を行い、その平均値として求めたもの
が、上述した組成値である。また、Ｂ₂Ｏ₃については、
試料片を原子吸光分析法により求めたものである。

【０３７０】図５６に示したガーネット厚膜の波長と透
過率との関係において、実線はＧｄＢｉ系ガーネット、
破線はＴｂＢｉ系ガーネットについて各厚膜の透過率と
波長の関係を示す。ＧｄＢｉ系ガーネットにおいては、
波長約１.２μｍ以上の領域で高い透過性を示してい
る。一方、ＴｂＢｉ系ガーネット厚膜においては、高い
透過性を示す波長帯域は、約１.２〜１.５μｍの範囲で
ある。従って、１.５μｍ以上の波長帯域においては、
ＧｄＢｉ系ガーネットが特に有用となる。

【０３７１】なお、該ＧｄＢｉ系ガーネット厚膜につい
て、試料の両面を研磨し、波長１.５５μｍにおけるフ
ァラデー回転が約４５ｄｅｇとなる厚さに調整した後、
ＳｉＯ₂による無反射被覆処理を行い、電磁石を用いて
磁界を約５００Ｏｅまで印加し、波長１.５５μｍにお
ける挿入損失Ｉ.Ｌ.、ファラデー回転能θ_F、飽和磁界
Ｈsを求めた。

【０３７２】又、同様にして、温度を変化させ、ファラ
デー回転角の温度変化率θ_F/T、磁化の反転温度Ｔ_comp
を求めた。その結果、Ｉ.Ｌ.は０.０５ｄＢ、Ｈsは約２
００Ｏｅ、θ_Fは約１２００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０５ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。
従って、該ＧｄＹＢｉ系ガーネット厚膜は、ファラデー
回転素子として、極めて有用であるといえる。

【０３７３】（実施例５７）実施例５６と同様にして、
主成分比 がＧｄ_1.0Ｙ_0.5Ｂｉ_1.5Ｆｅ_4.1Ａｌ_0.3Ｇａ
_0.6Ｏ₁₂で、Ｂ₂Ｏ₃を約０.５ｗｔ％、ＰｂＯを約０.５
ｗｔ％とし、ＰｔＯ₂を０，１.０，２.０，３.０，４.
０，５.０ｗｔ％含有する組成のＧｄＢｉ系ガーネット
膜を厚さ約５００μｍ育成した後、試料を作製し、測定
した。

【０３７４】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
１００Ｏｅ、θ_Fは約１４００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０４ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であっ た。

【０３７５】又、Ｉ.Ｌ.とＰｔＯ₂含有量との関係を図
５７に示す。

【０３７６】図５７から、ＰｔＯ₂の含有により、Ｉ.
Ｌ.は減少し、ＰｔＯ₂が４.０ｗｔ％を越える領域で、
Ｉ.Ｌ.は著しく増加していることがわかる。従って、Ｐ
ｔＯ₂の含有量は、０〜４.０ｗｔ％（０を含まず）の範
囲が有用といえる。さらに、望ましくは、ＰｔＯ₂が０.
３５〜４.０ｗｔ％の範囲とすることにより、Ｉ.Ｌ.を
０.１０ｄＢ以下とすることができる。なお、特に、１.
０〜３.５ｗｔ％の範囲が好ましい。

【０３７７】（実施例５８）実施例５６と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_1.7Ｙ_0.2Ｂｉ_0.1Ｆｅ_4.5Ａｌ_0.4Ｇａ
_0.1Ｏ₁₂で、ＰｂＯを約３.５ｗｔ％、ＰｔＯ₂を約３.５
ｗｔ％含有するガーネット膜を厚さ約６００μｍ育成し
た。

【０３７８】次に、この試料を、約５０％の酸素濃度雰
囲気中で、９５０℃，１０００℃，１０５０℃，１１０
０℃，１１３０℃，１１５０℃の各温度で１０時間保持
し、熱処理した。

【０３７９】次に、これらの試料の両面について研磨
し、波長１.５５μｍにおけるファラデー回転角が約４
５ｄｅｇとなる厚さに調整した後、測定した。

【０３８０】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
３００Ｏｅ、θ_Fは約１１００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０６ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−４０℃以下であった。

【０３８１】又、Ｉ.Ｌ.と熱処理温度との結果を図５８
に示す。

【０３８２】図５８から、熱処理温度が９５０〜１１４
０℃の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果が認めら
れる。従って、９５０〜１１４０℃の温度範囲での熱処
理が有用といえる。

【０３８３】（実施例５９）実施例５６と同様にして、
主成分比が、Ｇｄ_2.0Ｙ_0.1Ｂｉ_0.9Ｆｅ_4.8Ａｌ_0.1Ｇａ
_0.1Ｏ₁₂で、Ｂ₂Ｏ₃を約３.５ｗｔ％、ＰｔＯ₂を約３.５
ｗｔ％含有するガーネット膜を厚さ約６００μｍに育成
した。

【０３８４】次に、この試料を、１０５０℃の温度で、
雰囲気の酸素濃度を、０，１０，２０，４０，６０，８
０，１００％とし、２０時間保持して熱処理した後、試
料を作製し、測定した。

【０３８５】その結果、全ての試料について、Ｈ_sは約
４００Ｏｅ、θ_Fは約９００ｄｅｇ／ｃｍ、θ_F/Tは約
０.０７ｄｅｇ／℃、Ｔ_compは−３０℃以下であった。

【０３８６】又、Ｉ.Ｌ.と熱処理温度との関係を図５９
に示す。

【０３８７】図５９から、熱処理雰囲気の酸素濃度が１
０〜１００％の範囲で、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減効果
が認められる。従って、１０〜１００％の熱処理雰囲気
の酸素濃度が有用といえる。

【０３８８】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、ＴｂＢｉ系ガーネットが本質的に持っている波長約
１.６μｍ以上での吸収を忌避するものであり、ＧｄＹ
Ｂｉ系ガーネットのθ_fの温度変化率の改善したビスマ
ス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法を提供す
ることができる。

【０３８９】また、本発明によれば、波長の中でも、約
１.５μｍを越える波長帯域で使用できるファラデー回
転素子を提供することができる。

【０３９０】また、本発明によれば、前記ファラデー回
転素子からなることを特徴とする光アイソレ−タを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における、ＬＰＥ法によって
育成したＧｄＹＢｉ系ガーネット単結晶厚膜およびＴｂ
Ｂｉ系ガーネット単結晶厚膜の透過率の波長依存性を示
す図。図中、実線はＧｄＹＢｉ系ガーネット厚膜、破線
はＴｂＢｉ系ガーネット厚膜に対する特性を示す。

【図２】本発明の実施例２におけるＧｄＹＢｉ系ガーネ
ット厚膜材料についての各測定結果を示す図。図２
（ａ）は飽和磁化の測定結果を、また、図２（ｂ）はフ
ァラデー回転角の温度係数θ_f/Tの値を、それぞれ示す
図。

【図３】本発明の実施例３におけるＧｄＹＢｉ系ガーネ
ット厚膜材料についての各測定結果を示す図。図３
（ａ）はファラデー回転能の測定結果を、また、図３
（ｂ）は挿入損失を、それぞれ示す図。

【図４】本発明の実施例４におけるＧｄＹＢｉ系ガーネ
ット厚膜材料についての各測定結果を示す図。図４
（ａ）はファラデー回転角の温度係数θ_f/Tの測定結果
を、また、図４（ｂ）は飽和磁化を、それぞれ示す図。

【図５】本発明の実施例５におけるＧｄＹＢｉ系ガーネ
ット厚膜材料についての挿入損失を示す図。

【図６】本発明の実施例６におけるＧｄＹＢｉ系ガーネ
ット厚膜材料の挿入損失を示す図。

【図７】本発明の実施例７のガーネット厚膜における、
光の波長と透過率の関係を示す図。図中、実線はＧｄＹ
Ｂｉ系ガーネット厚膜、破線はＴｂＢｉ系ガーネット厚
膜に対する特性を示す。

【図８】本発明の実施例８のＧｄＹＢｉ系ガーネット厚
膜における、ＰｔＯ₂の含有量と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）と
の関係を示す図。

【図９】本発明の実施例９のＧｄＹＢｉ系ガーネット厚
膜の、熱処理温度と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）との関係を示す
図。

【図１０】本発明の実施例１０のＧｄＹＢｉ系ガーネッ
ト厚膜の、熱処理雰囲気の酸素濃度と挿入損失（Ｉ.
Ｌ.）との関係を示す図。

【図１１】本発明の実施例１１のガーネット厚膜におけ
る光の波長と透過率の関係を示す図。図中、実線はＧｄ
ＹＢｉ系ガーネット厚膜、破線はＴｂＢｉ系ガーネット
厚膜に対する特性を示す。

【図１２】本発明の実施例１２のＧｄＹＢｉ系ガーネッ
ト厚膜における、Ｂ₂Ｏ₃含有量と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）と
の関係を示す図。

【図１３】本発明の実施例１３のＧｄＹＢｉ系ガーネッ
ト厚膜の、熱処理温度と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）との関係を
示す図。

【図１４】本発明の実施例１４のＧｄＹＢｉ系ガーネッ
ト厚膜の、熱処理雰囲気の酸素濃度と挿入損失（Ｉ.
Ｌ.）との関係を示す図。

【図１５】本発明の実施例１５のガーネット厚膜におけ
る光の波長と透過率の関係を示す図。図中、実線はＧｄ
ＹＢｉ系ガーネット厚膜、破線はＴｂＢｉ系ガーネット
厚膜に対する特性を示す。

【図１６】本発明の実施例１６のＧｄＹＢｉ系ガーネッ
ト厚膜における、ＰｂＯの含 有量と挿入損失（Ｉ.
Ｌ.）との関係を示す図。

【図１７】本発明の実施例１７のＧｄＹＢｉ系ガーネッ
ト厚膜の、熱処理温度と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）との関係を
示す図。

【図１８】本発明の実施例１８のＧｄＹＢｉ系ガーネッ
ト厚膜の、熱処理雰囲気の酸素濃度と挿入損失（Ｉ.
Ｌ.）との関係を示す図。

【図１９】本発明の実施例１９のガーネット厚膜におけ
る光の波長と透過率の関係を示す図。図中、実線はＧｄ
ＹＢｉ系ガーネット厚膜、破線はＴｂＢｉ系ガーネット
厚膜に対する特性を示す。

【図２０】本発明の実施例２０のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜における、Ｙ組成値と飽和磁界Ｈ_s及びファラデー
回転角の温度変化率θ_F/Tとの関係を示す図。

【図２１】本発明の実施例２１のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜における、Ｂｉ組成値とファラデー回転能θ_F及び
挿入損失（Ｉ.Ｌ.）の関係を示す図。

【図２２】本発明の実施例２２のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜における、Ａｌ組成値と飽和磁界Ｈ_s及び挿入損失
（Ｉ.Ｌ.）の関係を示す図。

【図２３】本発明の実施例２３のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜の、熱処理温度と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）の関係を示す
図。

【図２４】本発明の実施例２４のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜の、熱処理雰囲気の酸素濃度と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）
の関係を示す図。

【図２５】本発明の実施例２５のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜における、Ｂ₂Ｏ₃の含有量と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）と
の関係を示す図。

【図２６】本発明の実施例２６のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜の、ＰｂＯの含有量と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）との関係
を示す図。

【図２７】本発明の実施例２７のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜の、熱処理温度と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）との関係を示
す図。

【図２８】本発明の実施例２８のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜の、熱処理雰囲気の酸素濃度と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）
との関係を示す図。

【図２９】本発明の実施例２９のガーネット厚膜におけ
る光の波長と透過率の関係を示す図。図中、実線はＧｄ
ＹＢｉ系ガーネット厚膜、破線はＴｂＢｉ系ガーネット
厚膜に対する特性を示す。

【図３０】本発明の実施例３０のＧｄＹＢｉ系ガーネッ
ト厚膜における、ＰｔＯ₂の 含有量と挿入損失（Ｉ.
Ｌ.）との関係を示す図。

【図３１】本発明の実施例３１のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜の、熱処理温度と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）との関係を示
す図。

【図３２】本発明の実施例３２のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜の、熱処理雰囲気の酸素濃度と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）
との関係を示す図。

【図３３】本発明の実施例３３のガーネット厚膜におけ
る光の波長と透過率の関係を示す図。図中、実線はＧｄ
ＹＢｉ系ガーネット厚膜、破線はＴｂＢｉ系ガーネット
厚膜に対する特性を示す。

【図３４】本発明の実施例３４のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜における、Ｙ組成値と飽和磁界（Ｈ_s）及び挿入損
失（Ｉ.Ｌ.）の関係を示す図。

【図３５】本発明の実施例３５のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜における、Ｂｉ組成値とファラデー回転能θ_F及び
挿入損失（Ｉ.Ｌ.）の関係を示す図。

【図３６】本発明の実施例３６のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜における、Ｇａ組成値とファラデー回転の温度変化
率θ_F/T及び飽和磁界Ｈ_sの関係を示す図。

【図３７】本発明の実施例３７のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜の、熱処理温度と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）の関係を示す
図。

【図３８】本発明の実施例３８のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜の、熱処理雰囲気の酸素濃度と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）
の関係を示す図。

【図３９】本発明の実施例３９におけるＧｄＢｉ系ガー
ネット厚膜についての、Ｂ₂Ｏ₃の含有量と挿入損失
（Ｉ.Ｌ.）との関係を示す図。

【図４０】本発明の実施例４０におけるＧｄＢｉ系ガー
ネット厚膜の、ＰｂＯの含有量と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）と
の関係を示す図。

【図４１】本発明の実施例４１におけるＧｄＢｉ系ガー
ネット厚膜についての、ＰｔＯ₂含有量と挿入損失（Ｉ.
Ｌ.）との関係を示す図。

【図４２】本発明の実施例４２におけるＧｄＢｉ系ガー
ネット厚膜についての、Ｂ₂Ｏ₃，ＰｂＯ，ＰｔＯ₂の含
有総量と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）との関係を示す図。

【図４３】本発明の実施例４３におけるＧｄＢｉ系ガー
ネット厚膜についての、熱処理温度と挿入損失（Ｉ.
Ｌ.）との関係を示す図。

【図４４】本発明の実施例４４におけるＧｄＢｉ系ガー
ネット厚膜についての、熱処理雰囲気の酸素濃度と挿入
損失（Ｉ.Ｌ.）との関係を示す図。

【図４５】本発明の実施例４５のガーネット厚膜におけ
る光の波長と透過率の関係を示す図。図中、実線はＧｄ
ＹＢｉ系ガーネット厚膜、破線はＴｂＢｉ系ガーネット
厚膜に対する特性を示す。

【図４６】本発明の実施例４６のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜における、ＡｌとＧａの組成比と磁化反転温度（Ｔ
_comp）及び挿入損失（Ｉ.Ｌ.）との関係を示す図。

【図４７】本発明の実施例４７のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜における、Ｙ組成値と飽和磁界Ｈ_s及びファラデー
回転の温度変化率（θ_F/T）との関係を示す図。

【図４８】本発明の実施例４８のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜における、Ｂｉ組成値とファラデー回転能θ_F及び
挿入損失（Ｉ.Ｌ.）の関係を示す図。

【図４９】本発明の実施例４９のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜における、（Ａｌ，Ｇａ）組成値と飽和磁界Ｈ_s及
び挿入損失（Ｉ.Ｌ.）の関係を示す図。

【図５０】本発明の実施例５０のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜の、熱処理温度と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）の関係を示す
図。

【図５１】本発明の実施例５１のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜の、熱処理雰囲気の酸素濃度と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）
の関係を示す図。

【図５２】本発明の実施例５２のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜における、Ｂ₂Ｏ₃の含有量と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）と
の関係を示す図。

【図５３】本発明の実施例５３のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜の、ＰｂＯの含有量と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）との関係
を示す図。

【図５４】本発明の実施例５４のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜の、熱処理温度と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）との関係を示
す図。

【図５５】本発明の実施例５５のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜の、熱処理雰囲気の酸素濃度と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）
との関係を示す図。

【図５６】本発明の実施例５６のガーネット厚膜におけ
る光の波長と透過率の関係を示す図。図中、実線はＧｄ
ＹＢｉ系ガーネット厚膜、破線はＴｂＢｉ系ガーネット
厚膜に対する特性を示す。

【図５７】本発明の実施例５７のＧｄＹＢｉ系ガーネッ
ト厚膜における、ＰｔＯ₂の含有量と挿入損失（Ｉ.
Ｌ.）との関係を示す図。

【図５８】本発明の実施例５８のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜の、熱処理温度と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）との関係を示
す図。

【図５９】本発明の実施例５９のＧｄＢｉ系ガーネット
厚膜の、熱処理雰囲気の酸素濃度と挿入損失（Ｉ.Ｌ.）
との関係を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平10−152212 (32)優先日 平成10年５月14日(1998．5．14) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平10−165919 (32)優先日 平成10年５月29日(1998．5．29) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平10−194991 (32)優先日 平成10年６月24日(1998．6．24) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平10−196786 (32)優先日 平成10年６月26日(1998．6．26) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平10−222322 (32)優先日 平成10年７月21日(1998．7．21) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ）

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガーネット基板上に、液相成長法により
   育成された、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｌを主成分とす
   るガーネット厚膜であって、該ガーネット厚膜の組成式
   が、Ｇｄ_3-x-yＹ_xＢｉ_yＦｅ_5-zＡｌ_zＯ₁₂（但し、０＜
   ｘ≦０.６０，０.５５≦ｙ≦１.５５，０＜ｚ≦０.９
   ５）であることを特徴とするＧｄＢｉ系ガーネット厚膜
   材料。
2. 【請求項２】 ガーネット基板上に、液相成長法により
   育成された、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ｇａを主成分とす
   るガーネット厚膜であって、該ガーネット厚膜の組成式
   が、Ｇｄ_3-x-yＹ_xＢｉ_yＦｅ_5-zＧａ_zＯ₁₂（但し、０＜
   ｘ≦０.５０，０.５５≦ｙ≦１.１０，０.２０≦ｚ≦
   ０.６０）であることを特徴とするＧｄＢｉ系ガーネッ
   ト厚膜材料。
3. 【請求項３】 ガーネット基板上に、液相成長法により
   育成された、Ｇｄ，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｇａを主成
   分とするガーネット厚膜であって、該ガーネット厚膜の
   組成式が、Ｇｄ_3-x-yＹ_xＢｉ_yＦｅ_5-z（Ａｌ_aＧａ_b）_z
   Ｏ₁₂（但 し、０＜ｘ≦ ０.８０，０.８５≦ｙ≦１.６
   ０，０.１５≦ｚ≦１.００，０.０５≦ａ／(ａ＋ｂ)≦
   ０.９０）であることを特徴とするＧｄＢｉ系ガーネッ
   ト厚膜材料。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載のＧｄ
   Ｂｉ系ガーネット厚膜材料中にＰｂＯを０〜４.０ｗｔ
   ％（但し、０を含まず）含有することを特徴とするビス
   マス置換型ガーネット厚膜材料。
5. 【請求項５】 請求項１乃至３のいずれかに記載のＧｄ
   Ｂｉ系ガーネット厚膜材料中にＢ₂Ｏ₃を０〜４.０ｗｔ
   ％（但し、０を含まず）含有することを特徴とするビス
   マス置換型ガーネット厚膜材料。
6. 【請求項６】 請求項１乃至３のいずれかに記載のＧｄ
   Ｂｉ系ガーネット厚膜材料中にＰｔＯ₂が０〜４.０ｗｔ
   ％（ただし、０を含まず）含有されたことを特徴とする
   ビスマス置換型ガーネット厚膜材料。
7. 【請求項７】 請求項１乃至３のいずれかに記載のＧｄ
   Ｂｉ系ガーネット厚膜材料中にＢ₂Ｏ₃及びＰｂＯを各々
   ０〜４. ０ｗｔ％（但し、０を含まず）含有することを
   特徴とするビスマス置換型ガーネット厚膜材料。
8. 【請求項８】 請求項１乃至３のいずれかに記載のＧｄ
   Ｂｉ系ガーネット厚膜材料中にＢ₂Ｏ₃及びＰｂＯ及びＰ
   ｔＯ₂が各々０〜４.０ｗｔ％（但し、０を含まず）の範
   囲で、かつ、３種類の合計が０〜９.０ｗｔ％（但し、
   ０を含まず）含有することを特徴とするビスマス置換型
   ガーネット厚膜材料。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかに記載のＧｄ
   Ｂｉ系ガーネット厚膜材料から実質的になることを特徴
   とするファラデー回転素子。
10. 【請求項１０】 請求項９記載のファラデー回転素子か
    らなることを特徴とする光アイソレ−タ。
11. 【請求項１１】 前記ＧｄＢｉ系ガーネット厚膜材料
    を、ネオジウム・ガリウム・ガーネット（ＮＧＧ）基板上
    に育成することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか
    に記載のＧｄＢｉ系ガーネット厚膜材料の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記ＧｄＢｉ系ガーネット厚膜材料
    を、９５０〜１１４０℃の範囲で保持する熱処理を施す
    ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のＧ
    ｄＢｉ系ガーネット厚膜材料の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記熱処理における雰囲気の酸素含有
    量が１０〜１００％の範囲であることを特徴とする請求
    項１２記載のＧｄＢｉ系ガーネット厚膜材料の製造方
    法。